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磁驱动涡旋可能在木星两极产生地球大小的碳氢化合物雾

木星 2026-03-08 菜科探索 +
简介: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

【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。

识质存在地球仪互动暗藏日本喜剧梗,引发本土玩家热议

已有不少玩家体验过科幻动作游戏识质存在,并在其中发现了一处耐人寻味的细节。

这一细节或许不易被多数西方玩家察觉,却在日本玩家群体中引发广泛关注――它藏身于一段看似寻常的地球仪互动场景之中,实则暗含一段源自本土喜剧文化的巧妙致敬。

游戏中,玩家可获得一种名为“地仪”的特殊全息投影装置。

该装置能根据数据重建现实世界中的各类物品,而地球仪正是最早可复原的物件之一。

当角色戴安娜成功激活这一模型后,她随即开始旋转球体,并逐一指向不同国家的地理位置。

表面看来,这只是角色探索世界设定的自然延伸。

但熟悉日本喜剧风格的玩家很快意识到,这一连串动作与某位知名喜剧艺人的标志性桥段惊人地吻合:在那段广为流传的表演中,演员突然亮出地球仪,以夸张的节奏快速转动,继而猛然定格、高声报出国家名称,荒诞感与节奏感共同构成笑点核心。

尽管戴安娜并未复述原桥段中的经典台词,但她旋转地球仪的方式、停顿的时机以及指向动作的力度与节奏,均与该喜剧段子高度一致。

不少玩家推测,开发团队很可能有意借鉴了这一表现形式,将其转化为专为日本玩家设计的隐藏式幽默。

当前,日本玩家社群正围绕这一发现展开热烈讨论,普遍认为其相似度已远超偶然范畴。

也有玩家半开玩笑地指出,对缺乏相关文化背景的海外用户而言,这段动画或许仅显得略显突兀,难以领会其中蕴藏的会心一笑。

好诡异的景象!科学家:土卫六上存在“慢速推进的巨浪”

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同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪,却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 麻省理工学院(MIT)博士生 Una Schneck 等人,近日在《地球物理研究:行星(Journal of Geophysical Research: Planets)》杂志上刊发表了一篇文章,称他们开发了一个名叫“行星波浪(PlanetWaves)”的新模型,可以精确描述地球之外天体表面液体形成的波浪形态。

据称该模型综合考虑了行星的气压和液体的特性,包括其密度、粘度和表面张力——这些参数能够量化波浪在形成过程所受到的阻力——而非仅考虑行星的引力。

研究人员发现,在地球以外的天体表面,波浪的形态和强度可能与地球迥然不同。

仅够地球泛起涟漪的微风,在土星的卫星土卫六(Titan)表面,却能掀起高达3米的巨浪。

同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪,却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 研究人员称,人们可能已经习惯了地球上特定的波浪形态,但通过这个模型,我们可以非常直观地看到在不同的液体、不同的大气和不同的引力条件下波浪运动方式的差异,而这种差异很可能会挑战我们的直觉。

土卫六是迄今为止已知地球以外唯一一个表面存在大量液态物质的天体。

但土卫六表面的液体并不是水,而是油性的甲烷、乙烷等碳氢化合物(烃类物质)。

这些物质只在-179℃的极寒环境中才保持液态。

但是迄今为止事实上没有人直接看到过土卫六表面的这些湖泊或海洋,要想知道那里会产生什么样的波浪,只能靠模拟。

研究人员通过模拟发现,由于土卫六的引力仅为地球的14%,其湖泊或海洋中液体的密度较低,且更易流动,因此仅够地球泛起涟漪的微风,也能在那里掀起3米高的巨浪。

所以如果我们站在土卫六的海边,可能会看到这样一幕超现实主义的景象:尽管迎面而来的只是轻柔的微风,海中却已掀起巨大的波浪——更让人感觉诡异的是,这些巨浪却在以非常慢的速度缓缓移动,其推进的速度像是慢镜头。

由此也引出了另一个让人好奇的谜——在地球上,海浪的长期拍打,会对海岸构成严重侵蚀——那么在土卫六上,这些“巨浪”是否也有同样的能力? 如果我们将地球和土卫六进行比较,会发现在地球表面,河流入海口通常有所谓的“三角洲(Delta)”;

但在土卫六上,尽管也有河流和海岸线,却几乎看不到类似三角洲的地貌。

这种差异是否与波浪的差异有关? 了解这种差异,也有助于工程师设计出能够在土卫六湖泊或海洋表面漂浮的探测器。

这样的探测器必须能够承受“当地”海浪的冲击。

此外,尽管火星表面现在已经没有液态水,但在几十亿年前,却并非如此。

通过该模型,研究人员发现, 当时仅需较小的风力,就可在液态水的表面掀起波浪;

而随着火星大气层的逐渐散失,其表面气压和温度下降,在此过程中产生波浪所需的风力也越来越强。

在太阳系以外,行星 LHS 1140b 位于宜居带,它的密度表明其有高达 19% 的含水量。

LHS 1140b 是一颗“超级地球”,其引力比地球强得多。

那里如果有海洋,那么在相同风速下产生的海浪要比地球上小得多。

一个更为奇异的范例可能是 Kepler-1649b——这颗酷热的系外行星,其引力强度与地球相近,且大气环境可能与金星差不多——富含大量硫酸。

如果 Kepler-1649b 表面存在硫酸湖,那么由于硫酸的密度是液态水的两倍,若要在其湖面上掀起硫酸的涟漪,所需的风力要比在地球上强得多。

而巨蟹座 55e(55 Cancri e)表面则可能覆盖着熔岩湖。

熔岩的黏性非常大,与此同时这颗行星的引力也比地球强,所以要在这些熔岩湖表面掀起涟漪,则需要时速近 130 千米的狂风。

土卫六。

NASA / JPL-Caltech 参考 Waves hit different on other planets https://news.mit.edu/2026/waves-hit-different-on-other-planets-0416 Modeling Wind-Driven Waves on Other Planets: Applications to Mars, Titan, and Exoplanets https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025JE009490

磁驱动涡旋可能在木星两极产生地球大小的碳氢化合物雾

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