【你知道太陽(yáng)系最強(qiáng)風(fēng)暴在哪里嗎?就在距離地球45億公里外的海王星】1989年,,在太空飛行了12年的旅行者2號(hào),,終于到達(dá)本次旅程的最后一站——海王星。 在飛掠海王星的過(guò)程中,,旅行者2號(hào)拍下了6000多張照片,,其中便包括海王星赤道上的巨型風(fēng)暴。 長(zhǎng)約13000千米,、寬約6600千米,,這個(gè)橢圓形風(fēng)暴可以裝下整個(gè)地球。由于海王星風(fēng)暴看起來(lái)是黑色的,,因而得名“大黑斑”,。 對(duì)木星有所了解的朋友,此時(shí)一定會(huì)想起木星的大紅斑,。沒(méi)錯(cuò),,與大紅斑一樣,大黑斑也是反氣旋風(fēng)暴,。 什么是反氣旋風(fēng)暴,?即氣流旋轉(zhuǎn)方向與所處行星自轉(zhuǎn)方向相反的風(fēng)暴。大紅斑長(zhǎng)約25000千米,、寬約12000千米,,翻涌時(shí)卷起的云塔高達(dá)8000米,是太陽(yáng)系的最大風(fēng)暴,。 相比之下,,大黑斑的規(guī)模只有大紅斑的一半,但卻是太陽(yáng)系的最強(qiáng)風(fēng)暴,。為什么呢,?這就要說(shuō)到衡量風(fēng)暴的關(guān)鍵指標(biāo)——最大風(fēng)速。 有氣象記錄以來(lái)地球最強(qiáng)風(fēng)暴,,是2013年在西太平洋登陸的臺(tái)風(fēng)海燕,,這場(chǎng)風(fēng)暴造成菲律賓6000多人遇難、1000多人失蹤,,登陸時(shí)最大風(fēng)速為87.5米/秒,。而我們前面所提到的大紅斑,最大風(fēng)速達(dá)180米/秒,,是海燕最大風(fēng)速的2倍,。 但與大黑斑相比,這些都是小巫見(jiàn)大巫,。大黑斑的最高風(fēng)速達(dá)580米/秒,。假如大黑斑在地球上出現(xiàn),將會(huì)是地球的滅頂之災(zāi),。 驅(qū)動(dòng)風(fēng)暴的能量從何而來(lái)呢,?根據(jù)天文學(xué)家哈雷的說(shuō)法,地球風(fēng)暴的能量源于太陽(yáng)輻射能,。 但海王星距離太陽(yáng)45億公里,,是日地距離的30倍,所接收到的太陽(yáng)光,,相當(dāng)于8米外的一盞百瓦電燈,,如此微弱的能量,根本不足以維持風(fēng)暴運(yùn)作,。 然而海王星的風(fēng)速高達(dá)2100千米/時(shí),,是太陽(yáng)系最快的風(fēng)。因此科學(xué)家推測(cè),,大黑斑能量源于海王星內(nèi)核,。 根據(jù)旅行者2號(hào)的測(cè)量數(shù)據(jù),海王星內(nèi)核溫度高達(dá)7000℃,,釋放能量是從太陽(yáng)吸收的2.6倍,,內(nèi)核熱量由內(nèi)向外散發(fā),。在熱量的帶動(dòng)下,大氣被劇烈擾動(dòng),,形成太陽(yáng)系最強(qiáng)風(fēng)暴,。 但旅行者2號(hào)可不止發(fā)現(xiàn)了一個(gè)風(fēng)暴系統(tǒng),在旅行者2號(hào)拍攝海王星的風(fēng)暴“全家?!敝?/p> 在大黑斑的下方,,是一小塊成螺旋結(jié)構(gòu)的白色風(fēng)暴,類(lèi)似于地球上形成雷暴的堆積云,。 由于移動(dòng)速度比大黑斑更快,,這個(gè)百色風(fēng)暴被稱(chēng)為“滑行車(chē)”。在海王星的南部,,是一塊移動(dòng)速度更快的小黑斑,。如此多的風(fēng)暴系統(tǒng),說(shuō)明海王星大氣活動(dòng)異常激烈,。 不過(guò)神奇的是,,1994年哈勃望遠(yuǎn)鏡再次對(duì)海王星進(jìn)行觀(guān)測(cè)時(shí),三個(gè)風(fēng)暴已然消失,,取而代之的是在海王星北半球出現(xiàn)的新黑斑,。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況?目前尚未揭曉,,但可以確定的是,,海王星大氣層遠(yuǎn)比想象中更復(fù)雜。 由于海王星距離遙遠(yuǎn),,迄今為止,,只有旅行者2號(hào)成功探訪(fǎng)海王星,人類(lèi)由此得以一窺海王星的真實(shí)相貌,。 海王星的大氣層由氫,、氦與甲烷組成,海王星呈現(xiàn)的絢麗藍(lán)色便是甲烷的功勞,。甲烷吸收太陽(yáng)光后,,向外反射藍(lán)光,從而使海王星有了海一般的色彩,。但那里溫度極低,,云層頂端溫度低至-218℃。 不同于地球等巖質(zhì)行星,,作為一顆氣態(tài)巨行星,,海王星沒(méi)有陸地表面,望遠(yuǎn)鏡多年來(lái)看到的藍(lán)綠色外殼,,實(shí)際上是海王星的氣體云,。換言之,,人類(lèi)無(wú)法在海王星表面行走。 假如你要跳進(jìn)海王星去看一看,,是找不到著陸點(diǎn)的,。只會(huì)在大氣層中不斷下沉,穿過(guò)厚厚的云層,,溫度與壓力同時(shí)升高。 溫度超過(guò)1000℃時(shí),,甲烷分為成氫氣和炭黑,,炭黑繼續(xù)下沉,并在高溫高壓的作用下,,形成鉆石晶體,,像冰雹一樣往下掉,即我們所了解的鉆石雨,。 隨著溫度壓強(qiáng)持續(xù)升高,,鉆石下落過(guò)程中逐漸變成液態(tài),再往下是海王星的核心部分,,與地球核心相似,,是由鐵、鎳和硅酸鹽構(gòu)成巖石核心,,質(zhì)量約為地球的1.2倍,,壓力達(dá)地球大氣壓的800萬(wàn)倍,溫度高達(dá)7000℃,。 鉆石液體覆蓋到海王星的巖石核心上,,日積月累之下,這里便形成了一片鉆石海洋,,聽(tīng)起來(lái)是不是很心動(dòng),?值得一提的是,這并非海王星特有的景觀(guān),,天王星,、木星及土星都有著類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。這意味著,,在這些氣態(tài)行星的內(nèi)部,,或許同樣存在鉆石海洋。 遺憾的是,,以人類(lèi)目前的科學(xué)技術(shù),,我們只能“望洋興嘆”。 時(shí)至今日,,關(guān)于海王星仍有許多未解之謎,。2022年,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海王星南半球氣溫驟降, 海王星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周需要約165年,,每個(gè)季節(jié)約40年,。 2005年海王星南半球開(kāi)始進(jìn)入夏季。按道理,,夏季氣溫應(yīng)當(dāng)逐漸升溫,,但海王星南半球不升反降,這令科學(xué)家百思不得其解,。一種解釋是海王星大氣未知化學(xué)物質(zhì)含量變化,,另一種是海王星上的極端風(fēng)暴,將凍結(jié)的甲烷陣風(fēng)推過(guò)南半球的大氣層,,導(dǎo)致溫度降低,,當(dāng)然這些都只是推測(cè)。 或許只有等幾十年后,,下一個(gè)探測(cè)器拜訪(fǎng)海王星之時(shí),,這些謎題才得以揭曉。 |
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來(lái)自: James5291 > 《數(shù)學(xué)與科學(xué)》