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揭秘木星顶端大气层高温之谜 可能因为大红斑

木星 2026-05-21 菜科探索 +
简介:

【菜科解读】

7月29日消息,最新研究揭晓木星顶端大气层异常高温之谜。

据了解木星与太阳的距离是地球与太阳的距离的很多倍,但是木星的大气层温度与地球的却又相差不多,而之所以会这样据了解是因为有秘密的神秘能量在加热木星的大气层顶端的位置。

据英国每日邮报报道,地球和太阳之间的距离为1.5亿公里,地球大气层的热量来自于太阳,相比之下,木星与太阳之间的距离是地日距离的5倍,大约是7.78亿公里,但是木星大气层的温度与地球相近。

目前,科学家通常研究木星大红斑,发现一种神秘能量来源可以加热木星顶端大气层。

美国波士顿大学研究员自2012年就开始研究木星大气层受热状况,目前最新研究报告发表在近期出版的《自然》杂志上。

波士顿大学詹姆斯-奥多霍诺(James O'Donoghue)博士指出,太阳加热理论现已排除,我们依据观测数据绘制出整个星球的热量分布,搜寻任何热量异常现象,从而提供木星大气层热量来源的重要线索。

通过观测木星大气层释放多少非可见红外光线,从而测量出木星的温度,虽然木星云层距离表面大约48公里,但是研究人员发现红外光线释放高度大约在805公里以上,相应的温度记录远高于研究人员的预期值。

奥多霍诺博士说,"我们观测到大红斑上方的温度远大于大红斑下方,这是一种奇特的巧合现象,还是一个重要线索?"

大红斑是一个风暴,类似于地球飓风,最早是17世纪意大利天文学家伽利略观测发现的。

大红斑的体积和颜色随着时间而变化,其面积是地球的两倍,大约需要6天时间旋转一周。

研究报告合著作者卢克-摩尔斯(Luke Moore)博士说:"大红斑是一种极好的能量源,可以加热木星顶部大气层,但是此前我们并未掌握到充分证据解释这一异常温度现象。

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地球磁场减弱:太阳风粒子侵入大气层

 据英国媒体报道,一项研究显示,保护地球的一层保护罩正在减弱,从而让有害的太阳风粒子可以侵入地球大气层。

  这一保护层便是地球的磁层,它从地球表面向外延伸至数千公里的地方,有效阻挡有害宇宙射线的侵袭,并对我们生活的方方面面——从全球通讯到天气模式构成影响。

  欧洲空间局(ESA)执行的"SWARM"项目旨在对地球磁层发生的变化进行监测。

在轨运行一年之后,该项目收集的数据正让我们得以一窥这一地球保护层正在发生的细微变化。

  SWARM项目数据的初步分析结果将在6月22日~7月2日在捷克布拉格召开的国际大地测量学与地球物理学联合会大会上正式对外发布。

  欧空局的SWARM卫星极化旨在对地球磁层的变化开展探测。

在轨运行一年之后,项目得到了初步结果。

图像显示的是根据SWARM项目数据构建的地壳(底部)和地核(中心)的磁场模型  鲁尼·弗莱博哈根(Rune Floberghagen)是SWARM项目主管,他表示:"这些结果显示,所有为了使SWARM成为有史以来最好的天基磁层监测项目而付出的努力都得到了回报。

"  SWARM项目的主要任务是测量并分析来自地核,地幔,地壳,海洋,电离层以及磁层所产生的不同磁信号。

  该计划预计将持续4年时间,将可以提供不同层面的自然过程,从地球深层内部到太阳活动与空间天气的各类观测信息,目前该项目还剩余3年的在轨运行时间。

  整个项目一共包括3颗完全相同的卫星,但为了改善项目的空间与时间分辨率,它们各自的轨道存在差异,并且还会在任务期间进行变轨。

  保护地球的一层保护罩正在减弱,从而让有害的太阳风粒子可以侵入地球大气层  SWARM是首个利用"磁力梯度"开展探测的项目,其做法是将两颗卫星并排放置在相距仅100公里的轨道上协同运行。

  减弱的地球磁层意味着一旦发生太阳活动,将出现更加强烈的极光现象  这样做将能够对源自地壳内磁性岩石产生的磁信号细节进行观测。

  来自丹麦"DTU 航天"的尼尔斯·奥尔森(Nils Olsen)表示:"我们对于该项目得到的初步结果感到非常满意。

这不仅是因为该项目验证了磁力梯度概念的可行性,它们还证明了我们的卫星在磁场信号测量方面具备的高度精确性。

"   SWARM卫星星座也让科学家们能够更加容易地对由地核产生的地球主磁场开展观测,这一强大的磁场保护着我们,阻挡有害的宇宙射线侵入地球大气层。

  地球高层大气,电离层与磁层,它们构成一个紧密联系且相互作用的系统。

SWARM项目旨在加深科学家们对于近地电流系统与过程的理解  SWARM项目主要提出人之一的高瑟·霍罗特(Gauthier Hulot)表示:"我们地球的磁场主要是由地球的外核所产生的。

"   地球磁层从地球表面向外延伸至数千公里的地方,有效阻挡有害宇宙射线的侵袭  他说:"SWARM项目的探测结果对地球磁场的细节进行了监测并发现它正在减弱,这将削弱我们拥有的保护层。

最终,我们将有能力对地球磁场未来十年内的变化做出预测。

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木星大红斑释放未知能量 加热上层大气层

  木星大红斑可能会释放出某种神秘的能量,从而不断加热木星上层大气层。

据悉,木星与太阳之间的距离是对地球与太阳之间的距离的五倍,但是在木星的一些位置却有着和地球同样的温度,甚至一些特殊的位置散发着以外的高温,而这一切都有可能因为大红斑。

  木星大红斑是木星表面的特征性标志,是木星上最大的风暴气旋,长约25000千米,上下跨度12000千米,每6个地球日按逆时针方向旋转一周,经常卷起高达8千米的云塔。

自从17世纪天文学家首次观测到此风暴,大红斑至少已存在200到350年。

它已经改变了颜色和形状,但却从来没有完全消失过。

  风暴上方湍急的气流形成了重力波和声波。

科学家认为,风暴上方500英里(约合805公里)处的上层大气层被加热,也被认为是这两种波"碰撞"的结果。

  两极地区的明亮区域是极光辐射形成的,而中低纬地区则是被加强了亮度以增强可见性。

大红斑辐射则在中纬度也可以观测到。

  木星可见光环之上的高空出现不同寻常的高温,这种现象可能并非太阳系独有的。

  照射到地球上的有效太阳光线可以加热陆地上空大气层,其热量甚至会影响到250英里(约合402公里)外的太空,比如国际空间站轨道。

木星与太阳的距离虽然要五倍于地球,但它的上层大气层仍然有温度,而且平均温度相当于地球大气层相应层次的温度。

虽然许多科学家一直在致力于研究太阳系外层空间,但他们对这种可以提供额外热量的非太阳能的能量来源仍然感到迷惑不解。

  该研究项目主要负责人、美国波士顿大学太空物理研究中心科学家詹姆斯-奥多诺休介绍说,"我们首先排除从上方加热的太阳能,然后通过观测绘制出整个行星上空的热量分布,从而寻找任何温度异常现象,或许可以从中找到这种能量来源的线索。

"通过观测行星所释放出的非可见的红外线,天文学家可以测量出该行星的温度。

我们所看到的木星可见云层顶部大约位于木星上空30英里(约合48公里)处,而波士顿大学研究团队所测量到的红外线却比这一高度高出500英里(约合805公里)。

研究人员发现,如此高的高空,其温度却比预像中要高出许多。

  奥多诺休介绍说,"我们马上发现,高空中的最高温度区域恰恰位于大红斑上空。

这或许就是一个重要的线索。

"木星大红斑是太阳系的奇迹之一。

大红斑发现于17世纪伽利略发明望远镜不久后的几年内。

  大红斑是由有色气体形成的旋涡状图案,它也被称为"永久性飓风"。

在过去数世纪中,大红斑的大小和颜色经常发生变化,其跨度相当于三个地球直径的长度,根据其旋转速度,涡状气流约6天旋转一周。

木星本身自转速度很快,只需要10个小时即可完成一次自转。

研究团队成员、波士顿大学太空物理研究中心科学家卢克-摩尔博士认为,"大红斑可能就是极好的能量来源,可以加热木星上层大气层。

但是,我们还没有确切的证据证明它能够对高海拔空间的大气层产生实际影响。

"  对于如何解决遥远的行星的能量危机问题,科学家或许可以从太阳系内找到线索。

研究人员指出,木星可见光环之上的高空出现不同寻常的高温,这种现象可能并非太阳系独有的。

不仅仅太阳系内的土星、天王星和海王星存在这种现象,也许在太阳系外的所有巨型系外行星都存在这种现象。

  看来在宇宙星系中太阳并不是温度或者说热度的唯一来源,而不同寻常的高温也不止出现在一个星球上,这些问题都是值得探寻的,很有可能这就隐藏着宇宙中不为人知的秘密。

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