17世纪中叶,英国发明家罗伯特.胡克(Robert Hooke)以高人一筹的机械设计技术,建成了苏格兰天文学家詹姆斯.格里高利(James Gregory)设计的格里高利式望远镜(一种反射望远镜),且利用格里高利式望远镜率先观测到了火星的自转、月球上的环形山、以及木星上标志性的大红斑。此后,法国的天文学家也观测到木星上的大红斑,且亲手绘制了大红斑的图像,以供其他的天文学家研究,可天文学界对大红斑兴味索然,断断续续的观测一段时间之后就弃之不顾了,因此,17世纪末至19世纪初的100多年里,天文史上并无大红斑的观测记录,它究竟发生了怎样的变化、形态和色泽是否发生了异变等等,天文学家们就无从知晓了。
直至1878年,一位天文学家再一次观测到大红斑、且持续性的观测和记录之后,天文学家才渐渐重视和研究大红斑。1979年2月,美国发射的“旅行者1号”探测器飞掠木星时,首次拍摄了大红斑的清晰图像,它如同一刀两半切开的芒果,非常奇妙和瑰丽,其比较稳定的南北宽度为14000千米左右,而不断变化的东西长度为20000千米至40000千米之间——相当于地球直径的2倍——乃是太阳系中规模最大的超级风暴。与大红斑的形态一样,其色泽也一变再变,有时是橘红色、有时是浅棕色,而色泽的生成和变化一直是天文学界的一个谜团,天文学家们提出了三种可能性:第一,大红斑中含有一种有机化合物;第二,大红斑中含有红磷;第三,大红斑中含有硫化氢铵。
(大红斑)
从17世纪至今,木星上的大红斑至少存在了300年以上,与地球上的种种风暴相比,大红斑是一位长命百岁的“老寿星”了。从人类现阶段的流体力学理论来说,大红斑早该渐渐失去能量和消失,可它一直持续了数百年之久,这意味着它具有一种补充能量的特殊机制,可以让它“雄风不减”。流体动力学教授菲利普.马库斯认为,大红斑的生成机制和能量系统与地球上的飓风一样,其搅动气流、持续移动和发散热量等等都会流失能量,而木星大气中的“垂直气流”可以吸引较热的气体,把热气体从大红斑的上方引入内部,为它的能量系统持续的注入能量,因此,大红斑才可以持续存在下去。
一些科学家并不认同菲利普.马库斯的结论,他们认为垂直气流不足以补充大红斑所需的能量,而木星的大气中还有成百上千个小风暴,大红斑会“吞噬”附近的小风暴、吸收小风暴中的能量。不过,2014年美国宇航局对大红斑的观测结果表明,大红斑与小风暴相互作用的过程中,不仅仅会吸收小风暴的能量,其内部结构受到小风暴的冲击而改变,反而让大红斑的规模越来越小了,而且它缩小的速度越来越快。近日,木星的资深观测者安东尼.卫斯理(Anthony Wesley)也发现,大红斑的能量流失极为严重,它已是“行将就木”了。
(大红斑)
安东尼.卫斯理的观测数据和众多相片表明,大红斑与小风暴相互作用的过程中,其内部结构发生了显著的变化,从一个椭圆形变成叶片形,而且一条绵长的“风带”甩了出去,最终“风带”会与大红斑分离和消散,这让大红斑流失了难以估算的能量。目前,“风带”生成的频率越来越高,安东尼.卫斯理认为,这意味着大红斑“大限将至”,它可能会在21世纪中期或末期完全的消失。
(大红斑)
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