【菜科解读】

紫外线下木星的人工着色视图。

除了蓝色的大红斑外，在木星南极的棕色薄雾中还可以看到另一个椭圆形特征。

椭圆形是一个烟雾集中的区域，可能是行星电离层中更高位置的涡流产生的混合结果。

这些深色的紫外线椭圆也会周期性地出现在北极，但不太常见。

图片来源：uux.cn/Troy Tsubota和Michael Wong，加州大学伯克利分校

（神秘的地球uux.cn）据加州大学伯克利分校：几个世纪以来，木星的大红斑一直是该行星的一个恒定特征，加州大学伯克利分校的天文学家在该行星的北极和南极发现了同样大的斑点，这些斑点似乎是随机出现和消失的。

地球大小的椭圆形仅在紫外线波长下可见，嵌入了覆盖地球两极的平流层霾层中。

当看到时，黑暗的椭圆形几乎总是位于每个极点明亮的极光带下方，这类似于地球的北极光和南极光。

这些斑点比周围区域吸收更多的紫外线，使它们在美国宇航局哈勃太空望远镜的图像上看起来很暗。

在哈勃在2015年至2022年间拍摄的这颗行星的年度图像中，75%的时间在南极出现一个暗紫外椭圆，而在北极拍摄的八张图像中，只有一张出现了暗椭圆。

暗紫外椭圆暗示着木星强磁场中发生了不寻常的过程，这些过程向下传播到两极并深入大气层，比在地球上产生极光的磁过程要深得多。

加州大学伯克利分校的研究人员及其同事于11月26日在《自然天文学》杂志上报道了这一现象。

20世纪90年代末，哈勃望远镜首次在北极和南极探测到暗紫外椭圆，随后在2000年飞越木星的卡西尼号航天器在北极探测到，但它们很少引起人们的注意。

然而，当加州大学伯克利分校的本科生Troy Tsubota对哈勃望远镜最近获得的图像进行系统研究时，他发现它们是南极的一个共同特征——他在1994年至2022年间计算了8个南部紫外线暗椭圆（SUDO）。

在哈勃望远镜显示木星北极的所有25张全球地图中，Tsubota和资深作者、加州大学伯克利分校空间科学实验室的副研究天文学家Michael Wong只发现了两个北方紫外暗椭圆（NUDO）。

哈勃望远镜的大部分图像都是作为外行星大气遗产（OPAL）项目的一部分拍摄的，该项目由美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的行星科学家艾米·西蒙领导，也是该论文的合著者。

OPAL天文学家利用哈勃望远镜每年对木星、土星、天王星和海王星进行观测，以了解它们的大气动力学和随时间的演变。

“在最初的两个月里，我们意识到这些OPAL图像在某种意义上就像一座金矿，我很快就能够构建这个分析管道，并将所有图像发送出去，看看我们得到了什么，”Tsubota说，他是加州大学伯克利分校物理、数学和计算机科学三个专业的大四学生。

“就在那时，我们意识到我们实际上可以做一些很好的科学和真实的数据分析，并开始与合作者讨论为什么会出现这些。

”

Wong和Tsubota咨询了两位行星大气专家——英国纽castle-upon-Tyne诺森布里亚大学的Tomm Stallard和加州大学圣克鲁斯分校的Xi Zhang，以确定是什么原因导致这些地区出现严重雾霾。

Stallard推测，暗椭圆形可能是由行星磁场线在两个非常遥远的位置发生摩擦时产生的涡流从上方搅动的：在电离层中，Stallard和其他天文学家之前使用地面望远镜检测到旋转运动，在火山卫星Io在行星周围释放的高温电离等离子体片中。

涡流在电离层中旋转最快，随着到达每一个更深的层而逐渐减弱。

就像龙卷风降落在尘土飞扬的地面上一样，漩涡的最深处搅动了朦胧的大气，形成了黄和津波塔观察到的密集点。

目前尚不清楚这种混合是否会从下面吸收更多的雾霾或产生额外的雾霾。

根据观察结果，研究小组怀疑椭圆形在大约一个月的时间里形成，并在几周内消散。

张说：“黑暗椭圆中的雾霾比典型浓度厚50倍，这表明它可能是由于旋涡动力学而不是高层大气高能粒子引发的化学反应形成的。

我们的观察表明，这些高能粒子的时间和位置与黑暗椭圆的出现无关。

”

这些发现正是OPAL项目旨在发现的：太阳系巨行星的大气动力学与我们在地球上所知道的有何不同。

黄说：“研究不同大气层之间的联系对所有行星都非常重要，无论是系外行星、木星还是地球。

”。

“我们看到有证据表明，整个木星系统中的一切都有联系，从内部发电机到卫星，从它们的等离子体鸟居到电离层再到平流层薄雾。

找到这些例子有助于我们了解整个行星。

”

在太平洋深处，地球外核的熔融铁于2010年意外逆转方向

由欧洲航天局领导的卫星任务帮助科学家追踪了这一剧烈变化，揭示了地球深处内部可能比之前认为的更不稳定和更具动态性。

几十年来，科学家们一直认为他们对液态金属在地球外核内部的运动有合理的理解。

埋藏在地表下约2200公里的巨大熔融铁层似乎遵循相对稳定的长期模式。

然后情况发生了变化。

2010年，赤道太平洋下方一大片富含铁的流体区突然改变了航向。

水流没有继续向西流动，反而突然加速向东流动。

研究人员仍不完全清楚其具体原因，但新分析的卫星和地面观测现提供了迄今为止最清晰的地球中心隐藏动态之一。

卫星揭示了地球深处隐藏的转变这项发表在《地球深部内部研究杂志》上的新研究，分析了1997年至2025年间收集的磁场数据。

科学家们结合了地面站的观测数据与多个卫星任务的测量数据，包括欧洲航天局的Swarm和CryoSat，以及德国CHAMP任务和Ørsted卫星的数据。

这些任务使研究人员能够监测地球磁场的细微变化，这种磁场是由外核中导电熔融铁的运动产生的。

通过研究这些变化，科学家们重建了地球核心与地幔边界处的流动模式。

该分析揭示了太平洋的意外逆转。

研究发现，2010年，太平洋地区从微弱向西移动转为强烈向东移动，挑战了此前外核在长期内表现大致稳定且可预测的假设。

地球的磁场屏蔽依赖于这种流动地球的磁场之所以存在，是因为液体外核内部不断运动。

当熔融铁环绕固体内核时，形成了地球的地质发电机——负责产生环绕地球的磁场的过程。

这种磁场屏蔽在保护地球免受来自太阳的带电粒子影响中起着关键作用。

没有它，地球的大气层和技术系统将更加容易受到有害太阳辐射的影响。

尽管新观测到的逆转对人类和气候没有威胁，科学家表示理解这些内部变化极为重要。

磁场在不断演变。

即使是渐进的变化，也会影响导航系统、航天器操作以及用于预测近地空间天气的模型。

群聚卫星提供了关键线索ESA的三颗Swarm卫星于2013年发射，专为以极高的精度绘制地球磁场而设计。

它们的高灵敏度磁力计能够将来自核心深处的信号与地壳、海洋、电离层和磁层产生的磁效应区分开来。

由于卫星运行在精心协调的轨道上，研究人员能够追踪磁场模式随时间演变的过程。

这些观测帮助科学家不仅识别了太平洋反转本身，还发现了后续的扰动，包括2017年的地磁震动，即地球磁场行为的快速变化。

据欧洲航天局Swarm任务经理Anja Stromme介绍，Swarm的长期数据集尤为宝贵，因为它提供了多年持续的全球覆盖，而不仅仅是依赖分散的地面观测站。

这种持续监测使研究人员能够观察2010年反转后岩心动力学的变化，并跟踪东流随时间演变。

科学家认为这种逆转可能已经开始减弱主要研究作者弗雷德里克·达尔·马德森表示，这一突如其来的反转引发了关于地球深层内部行为的重大新问题。

研究人员目前正试图确定该事件是暂时波动、反复振荡的一部分，还是核心内新稳定环流模式的开始。

有趣的是，团队的模型表明，自2020年左右以来，太平洋下方强劲的东流已经减弱。

卫星数据还揭示了快速变化的流动结构和波状加速度，这些在较旧或噪声较大的数据集中可能未被检测到。

这些发现暗示地球核心可能经历的短期区域变异远超科学家此前的认知。

弗雷德里克·达尔·马德森还指出，太平洋流动反转的时间与地球内核通过大地测量和地震学研究推断出的变化相吻合。

研究人员现在怀疑，多个深地层发生的过程之间可能存在联系。

深地球可能比预期更紧密相连参与该研究的科学家表示，这些发现可能会重塑研究人员对地球外核、内核和下地幔相互作用的看法。

欧洲航天局群组任务科学家伊丽莎白塔·约尔菲达解释说，太平洋逆转挑战了长期以来“西向环流稳定主导外核”这一观点。

相反，研究表明，重大地区变化可能在短短十年内迅速出现。

这种可能性尤为重要，因为地核与地幔之间的边界被认为是决定深地球动力学的最关键区域之一。

理解这些层次如何相互影响，有助于科学家构建更准确的地球内部演化模型。

为什么这很重要这一发现凸显了科学家们对隐藏在地表动的金属海洋知之甚少。

曾经看似相对稳定的系统，实际上可能能够快速且出乎意料地进行重组。

得益于像Swarm这样的长期卫星任务，研究人员现在可以近乎实时地监测地球的磁引擎，捕捉到以前难以察觉的细微变化。

随着科学家们致力于了解地球磁场的演化以及行星内部深层过程之间的相互联系，这些观测变得越来越重要。

太平洋的逆转最终可能只是暂时的。

或者它可能表明地球核心的运作方式比研究人员曾经想象的更加多变和复杂。

无论哪种情况，这一事件都为我们地球上最难到达的地区之一打开了一扇新的窗口。

夜空绝美天象！木星合月登场，肉眼就能看见

木星作为太阳系体积最大的行星，亮度极高，无需专业天文望远镜，仅凭肉眼就能清晰观测到二者近距离相伴的画面，是全年观赏性极强的简易天象。

很多人好奇木星合月形成原理，其实这只是天体运行带来的视觉效果。

月球围绕地球公转，木星沿着固定轨道绕太阳运转，当两颗天体运行到同一黄经位置，在地球上看去距离极近，便形成了木星合月景观。

二者实际相隔亿万公里，只是视觉上贴近，不存在任何天体碰撞风险，大家可以放心观赏。

观测木星合月无需复杂设备，傍晚天色完全变暗后，望向东南方向夜空，最先看到的皎洁圆月旁，那颗格外耀眼、不闪烁的亮星就是木星。

区别于星星频繁闪烁，行星光线稳定，这也是快速分辨木星的小技巧。

无论是城市夜空还是郊外旷野，只要天气晴朗无乌云遮挡，都能轻松捕捉这一幕美景。

天文科普意义上，观测这类简易天象，是普通人走进天文学最好的方式。

不用深耕复杂天体知识，从观赏星月相伴开始，慢慢了解行星运转、月球公转规律，既能放松身心舒缓压力，也能积累基础天文常识。

对于青少年而言，结伴观测木星合月，还能激发探索宇宙的好奇心，培养自然科学兴趣。

除此之外，不同时节出现的木星合月姿态各不相同，有时圆月在上木星在下，有时二者平行并列，搭配夜色云层氛围感十足。

摄影爱好者只需借助普通手机，调整夜景模式，就能拍出氛围感满满的星月大片。

提醒大家观赏时尽量远离强光灯光，避开高楼遮挡，沉浸式感受宇宙带来的浪漫与震撼，感受浩瀚星空独有的自然魅力。