木星的大紅斑（GRS），這一太陽系中的氣象奇觀，以其宏大的規(guī)模和悠久的歷史，一直吸引著天文學界和科學愛好者的目光。近期，哈勃太空望遠鏡的最新觀測揭示了這一巨型風暴不僅正在縮小，還經(jīng)歷著一種周期性的振蕩，大約每90天就會被擠壓收縮一次。這一發(fā)現(xiàn)為天文學家?guī)砹诵碌闹i題：大紅斑的形態(tài)為何會周期性變化？這種振蕩與木星的風場和大氣流動有何種關(guān)聯(lián)？
大紅斑，位于木星南半球，是一個巨大的反氣旋風暴，直徑可達12,000至14,000公里，足以容納兩個地球。其風速極高，尤其在風暴邊緣，可達每小時400公里，超過地球上最強烈的颶風風速的兩倍。大紅斑之所以呈現(xiàn)紅色，科學家推測可能是由于木星大氣中的復(fù)雜化學反應(yīng)，包括磷化合物或其他有機分子在木星上層大氣的極端環(huán)境下發(fā)生變化，太陽紫外線輻射也可能參與了這一過程。
哈勃太空望遠鏡在2023年12月至2024年3月期間對木星大紅斑進行了詳細觀測，發(fā)現(xiàn)這一巨型風暴每隔約90天就會發(fā)生振蕩，似乎在不斷被擠壓和膨脹。更令人驚訝的是，它不僅在縮小，還呈現(xiàn)出一種周期性變化：大紅斑沿著其半長軸方向時而膨脹、時而收縮。這一現(xiàn)象打破了人們對大紅斑只是在逐漸消失的傳統(tǒng)認知。
領(lǐng)導(dǎo)這一觀測工作的天文學家艾米·西蒙指出，大紅斑的形態(tài)變化伴隨著其旋轉(zhuǎn)速度的波動。當風暴加速時，尺寸會收縮；減速時，尺寸又會膨脹。這種周期性的擠壓現(xiàn)象尚無明確的流體動力學解釋，但可能與木星大氣的復(fù)雜流動模式有關(guān)。大紅斑位于木星赤道以南22度，被兩條速度高達每小時428公里的急流包圍，這些急流阻止了大紅斑向其他緯度漂移，但它仍然相對于木星大氣的其余部分向西漂移。
加州大學伯克利分校的邁克·黃解釋說，大紅斑的漂移和形狀變化之間的關(guān)系可能意味著，這種振蕩不僅僅是局部風暴的結(jié)果，而是木星整體大氣流動與風場相互作用的表現(xiàn)。未來，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的中紅外觀測有望進一步揭示風暴內(nèi)部的動態(tài)變化。
除了專業(yè)望遠鏡的觀測，頂尖的業(yè)余天文學家也為大紅斑的研究做出了貢獻。他們的高分辨率成像數(shù)據(jù)為哈勃和其他專業(yè)望遠鏡的觀測提供了重要的補充。隨著大紅斑振蕩現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，業(yè)余天文學家有機會通過調(diào)整觀測方法，幫助捕捉到更多細節(jié)。
大紅斑自被發(fā)現(xiàn)以來已經(jīng)明顯縮小，最新的振蕩現(xiàn)象又為這一風暴的未來增添了更多不確定性。西蒙推測，隨著大紅斑繼續(xù)縮小，它可能會逐漸適應(yīng)木星緯度帶的風場，最終固定在一個較小的尺寸上。然而，木星風暴的復(fù)雜性遠超出人們的預(yù)測，要了解大紅斑的最終命運，還需要更多的長期觀測和數(shù)據(jù)分析。
這項關(guān)于大紅斑振蕩的新發(fā)現(xiàn)于2024年10月9日發(fā)表在《行星科學雜志》上。未來，天文學家將繼續(xù)利用先進的太空望遠鏡，深入研究這一氣象奇觀的動態(tài)變化，并探索其中隱藏的物理機制。
