科學家們也許最終能夠弄清楚為什麼木星和土星的兩極有截然不同的天氣模式。儘管它們的大小和成分相似。這一發現可以幫助研究人員更深入地探索這些巨型氣體行星的內部。
兩者的觀察 太陽系 這顆天然氣巨星透露 木星北極是中央極渦的所在地,周圍有八個較小的渦旋。 土星 北極上空奇異的六邊形大氣層中,存在著一個巨大的漩渦。
“我們的研究表明,這取決於漩渦底部的內部特性和柔軟度。這會影響你在表面注意到的液體圖案的類型。來自麻省理工學院(MIT)的研究小組成員 Wanying Kang 在一份聲明中說 “我認為沒有人將這些行星表面的液體形態與內部特性聯繫起來。一種可能的情況是土星的深淵比木星更堅硬。”
比土星還軟?
康和他的同事在觀看了木星拍攝的圖像後受到啟發,進行了模擬。 朱諾號宇宙飛船, 自 2016 年以來,它一直圍繞太陽系中最大的行星運行,並且由 卡西尼號 它被觀測了 13 年多,直到 2017 年任務結束時故意撞向這顆環行星。
朱諾號圖像揭示了木星極地風暴的巨大規模,其寬度約為 4,800 公里。就上下文而言,這大約是地球寬度的一半。卡西尼號對土星的觀測揭示了其寬 29,000 公里的單一六角形渦旋。
天文學家不確定為什麼兩顆行星上的渦旋大小如此不同。 “人們花了很多時間來解讀木星和土星之間的差異,”團隊負責人、麻省理工學院科學家賈如石說。 “這些行星的大小大致相同,並且都主要由氫和氦組成。目前尚不清楚為什麼極地渦旋如此不同。”
為了回答這個問題,該團隊開發了一個二維模型,展示土星和木星等氣態巨行星的極渦如何隨著時間的推移而演變。它適用於許多不同的情況,包括行星大小等特徵的變化。行星旋轉速度內部熱量和行星渦旋內旋轉流體的硬度。
確保這些漩渦中的流體以隨機模式流動後。科學家們現在準備確定流體在特定條件下如何演化。這導致人們發現,單一機制可以決定是單個渦流還是多個渦流的發展。漩渦底部旋轉的氣體越多,它就越弱。漩渦變小。這有助於產生多個漩渦。正如在木星兩極所見
如果該團隊是正確的,那就意味著木星是由越來越輕的氣體組成的。另一方面,土星似乎是由較重的氣態物質組成。
“我們從木星和土星表面看到的液體圖案可能會告訴我們一些關於內部的信息,比如它下面的地板有多軟。這很重要,因為也許在土星表面下面,內部用更多的金屬加固,並含有更多的可凝性材料。這使得比木星有更強的分層,”石總結道。 “這將增加我們對這些氣體巨星的了解。”
該團隊的研究已被接受發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上。










