哈勃显示木星大红斑中的风正在加速

就像赛车手前进的速度一样，木星大红斑最外层“车道”上的风正在加速——只有宇航局哈勃太空望远镜才有可能实现这一发现，该望远镜对这颗行星进行了十多年的监测。

分析哈勃定期“风暴报告”的研究人员发现，风暴边界内的平均风速(称为高速环)从 2009 年到 2020 年增加了 8%。相比之下，红色附近的风速Spot 最内层区域的移动速度明显减慢，就像有人在阳光明媚的周日下午懒洋洋地巡航一样。

这场巨大风暴的深红色云层以超过每小时 400 英里的速度逆时针旋转——而且漩涡比地球本身还要大。红斑之所以具有传奇色彩，部分原因在于人类已经观察了它 150 多年。

“当我最初看到结果时，我问'这有意义吗?' 此前从未有人见过这种情况，”领导今天发表在《地球物理研究快报》上的分析的加州大学伯克利分校的迈克尔·黄说。“但这是只有哈勃才能做的事情。哈勃的长寿和持续的观察使这一启示成为可能。”

我们使用地球轨道卫星和飞机实时密切跟踪地球上的主要风暴。“由于我们在木星上没有风暴追逐飞机，我们无法连续测量现场的风，”宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的艾米西蒙解释说，他为这项研究做出了贡献。“哈勃望远镜是唯一具有这种时间覆盖范围和空间分辨率的望远镜，可以如此详细地捕捉木星的风。”

他们用哈勃望远镜测量到的风速变化不到地球年每小时 1.6 英里。“我们谈论的是一个如此小的变化，如果你没有 11 年的哈勃数据，我们不会知道它发生了，”西蒙说。“有了哈勃望远镜，我们就有了发现趋势所需的精确度。” 哈勃的持续监测使研究人员能够在不断添加数据时非常精确地重新访问和分析其数据。哈勃可以在风暴中揭示的最小特征只有 105 英里，大约是罗德岛州长度的两倍。

“我们发现大红斑的平均风速在过去十年中略有增加，”Wong 补充道。“我们有一个例子，我们对二维风图的分析发现，2017 年附近有一场大对流风暴时发生了突然变化。”

为了更好地分析哈勃的大量数据，Wong 采用了一种新的数据分析方法。每次哈勃观测到木星时，他都使用软件来跟踪数万到数十万个风向量(方向和速度)。“它给了我一套更加一致的速度测量值，”Wong 解释说。“我还进行了一系列统计测试，以确认将其称为风速增加是否合理。确实如此。”

速度的提升是什么意思?“这很难诊断，因为哈勃无法很好地看到风暴的底部。云顶以下的任何东西在数据中都是不可见的，”Wong 解释说。“但这是一个有趣的数据，可以帮助我们了解是什么推动了大红斑以及它如何维持能量。” 要完全理解它，还有很多工作要做。

该视频中的每个循环代表大约 10 个地球小时或一个木星日，近似于如果大红斑持续被照亮的情况。通过分析来自宇航局哈勃太空望远镜的这组数据，研究人员能够模拟木星大红斑周围的风流：大红斑以南是向东的喷射流，在南部边界是向西的喷射流。图片来源：NASA、ESA、Michael H. Wong(加州大学伯克利分校)

自 1870 年代以来，天文学家一直在对太阳系风暴之王进行持续研究。大红斑是木星内部物质的上升流。如果从侧面看，风暴将有一个分层的婚礼蛋糕结构，中心的高云层层叠落到其外层。天文学家已经注意到，在一个多世纪的观测中，它的尺寸正在缩小，变得比椭圆形更圆。目前的直径为 10,000 英里，这意味着地球仍然可以容纳在其中。

除了观察到这一传奇的、长期存在的风暴之外，研究人员还观察到了包括海王星在内的其他行星上的风暴，它们往往会穿越行星表面并在短短几年内消失。像这样的研究不仅可以帮助科学家了解单个行星，还可以得出关于驱动和维持行星风暴的潜在物理学的结论。

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