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为什么其他行星没有呈现出类似的彩色条纹？“实际上，其他的气态行星，如土星、天王星、海王星，大气动力学状态与木星无本质差别，也普遍存在强烈的环流和相应的条纹结构，只是没有显现出不同的颜色。”孔大力进一步解释，其他气态行星与太阳的距离较木星远，整体大气温度比木星低，氨分子总是以冰晶的形式存在，无明显的状态变化，因此反照率趋于一致，人们也就无法观测到条纹相间的带状结构。
作答：这些条纹可不“肤浅”
既然条纹结构的实质是木星的大气环流，那么大气环流又是如何形成的？
天文学界目前主要有两种理论解释其成因。一种理论认为木星与地球上大气环流的形成原因类似，认为气态行星的大气环流完全是由薄层大气中不同纬度上温度的差异驱动的。该理论认为条纹结构仅仅存在于木星大气外层，就像在匀色木球表面画上去的彩带。
“然而，作为气态行星，木星并不像地球拥有大气层和地面的清晰分界线，因此大气的运动或许与地球并不类似。”孔大力表示，部分天文学家从这个角度出发，认为大气环流并非浅表现象，而是受深部对流控制，提出深度云层风模型。这就需要从木星的物理结构说起。经过多年观测，天文学界普遍认为，木星球体中心处为高密度岩石内核，外部包裹着厚厚的金属氢，再向外延伸便是主要成分为氢的大气。木星从里到外是连续的整体，大气运动也不可能独立于内部而单独存在。由于这位“大块头”质量巨大，其体积在重力作用下不断收缩，势能转变为热能，导致木星内部释放出显著的热量，从而驱动和维持大气环流。因此，深度云层风模型认为木星的大气环流运动一直延伸到大气内部，并在大气表层呈现出不同急流带的轮廓。
上述两种理论基于不同的出发点，各有其科研数据支撑。从20世纪70年代提出至今，二者已然博弈了40余年。2017年，NASA发射的“朱诺”号探测器进入环绕木星的轨道。学界十分希望通过“朱诺”号的引力场数据分析出木星环流的真正成因。2018年，以色列科学家约海·卡斯皮及其科研团队在“朱诺”号数据基础之上建立了相关数学模型，认为木星大气的条纹环流是内部流体运动模式在外表的延续和体现。这项支持深度云层风模型的研究成果发表在《自然》期刊上。
一直困扰天文学家的木星大气环流成因问题就这样一锤定音了吗？ 2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |
