对1994年彗星撞击木星痕迹分析,首次测量到了木星强大的平流层风

它在1994年与木星相撞,但是苏梅克-列维九号彗星(Shoemaker-Levy 9,简称:SL9,临时编号:D/1993 F2)显然仍然具有让我们了解太阳系最大行星的知识。

一项对彗星撞击痕迹的新分析——彗星仍在木星大气层周围活动——首次在无云的大气层中层直接测量到了这颗气态巨行星强大的平流层风。

在那里,被称为喷流的窄带风——就像地球上的急流一样——在高纬度地区以每秒400米的速度吹。这大约是每小时1440公里(895英里)——远远超过了最高风速约620公里每小时看到的大红斑气旋风暴。

研究小组的探测和分析表明,这些喷流像一个巨大的漩涡,直径约5万公里,高度900公里。

法国波尔多天体物理实验室的天文学家蒂鲍尔特·卡瓦利说:“如此大小的漩涡,将是我们太阳系中独一无二的气象巨兽。”

苏梅克-利维9号彗星的死亡是我们在太阳系所见过的最壮观的事件之一。首先,当冰岩转向接近木星时,它被木星巨大的引力撕裂。这些碎片在越来越近的轨道上运行了两年,直到最后在1994年7月,它们与木星的大气层发生了一次迷人的焰火碰撞。

对于科学家来说,这是令人难以置信的礼物。撞击搅动了木星的大气层,揭示了新的分子并使木星的表面结疤了几个月。这样就可以测量风速,并可以对木星的大气成分及其磁场进行新的研究。

彗星撞击还增加了木星上还没有的新分子。其中包括氨(几个月内就消失了)和氰化氢(至今仍能在木星平流层中发现)。

一组科学家利用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列66根天线中的42根跟踪了这种氰化氢。天文学家利用这台功能强大的仪器观测到了氰化氢的多普勒频移,即该分子电磁辐射波长的长短取决于它是远离观察者还是朝向观察者。

美国西南研究所的行星科学家文森特·休伊说:“通过测量这种变化,我们能够推断出风速,就像人们可以通过火车汽笛频率的变化来推断经过的火车的速度一样。”

分析这些位移的长度可以使科学家计算出氰化氢移动的速度。

在地球赤道周围,强劲的平流层风喷流以每小时约600公里的平均速度吹来。一直以来,在地球上,有记录以来的最大风速是407公里/小时(253英里/小时),那是在一个狂野的热带气旋期间。

不过,最吸引人的喷流之一是在木星永久性极光椭圆的正下方,极光风下方几百公里处发现的。它在北方是顺时针方向,在南方是逆时针方向,速度高达每秒300到400米。

不过,最吸引人的喷流之一是在木星永久性极光椭圆的正下方,极光风下方几百公里处发现的。它在北方是顺时针方向,在南方是逆时针方向,速度高达每秒300到400米。研究小组认为这股急流是极光风的低尾风。

先前的研究曾预测,随着高度的降低,极光风的强度会下降,在到达平流层之前会消散,所以这是一个惊喜——一个我们早就知道大气极其复杂的星球上看不见的大气复杂性的美丽证明。

它还为将来的观测工作打下了基础,比如欧洲航天局的木星冰卫星探测器(JUpiter ice moons Explorer)和目前正在建造的地球超大望远镜。卡瓦利说:“阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜的这些结果为研究木星极光区打开了一扇新的窗口。”

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