
哈勃太空望远镜拍摄的木星。NASA/ESA
木星是个风暴的花园。这话一点都不假。木星的大气层变幻莫测,大气层中有大大小小形形色色的风暴,而最著名的莫过于至少已经存在了三百多年的“大红斑“。
但是对于木星上风暴的形成机制,很多人其实知之甚少。人们常常将木星上的种种变幻莫测的大气现象,和地球上的天气作类比。地球上有气旋、反气旋,木星上也有。但是木星上的天气显然和地球不同。最明显的一点是,木星上的大气运动要剧烈得多。
木星上的天气现象背后,可能有和地球截然不同的形成机制。地球上的天气主要受外来影响,这种影响主要来自太阳。地球各部分接收到的太阳热量有差异,导致大气产生对流,进而形成了各种天气现象。而所有这些现象都只发生在地球大气层靠近地表的薄薄一层——也就是对流层中。
但是在木星上,太阳辐射对大气运动的贡献微乎其微。理论上,驱动木星天气的,更多的是来自木星内部的能量。最近三位分别来自哈佛大学和艾伯塔大学的科学家通过计算机模拟,证明木星和土星天气系统的推动力确实主要来自其内部。
三位科学家的模拟显示,木星天气现象的驱动力来自一个随木星转动而对流的球状壳。这个壳靠近木星内核的区域会与木星的外层大气产生互动,形成羽流。
研究人员相信木星(包括土星)上的一些天气现象,可能与这些羽流,以及其他类似的进程有关。著名的大红斑,就有可能与存在于木星内部的某种能够产生反气旋的内部进程有关。