木星大红斑,木星上最恐怖的区域

木星大红斑，木星上最恐怖的区域？

感谢题主贡献的高质量话题，本文重点跟各位小伙伴们探讨一下为什么大红斑如此肆虐。

木星和地球一样都是太阳系的八大行星之一。不过木星是一颗气态行星，它的化学成分更像太阳，主要由氢和氦组成。木星的质量巨大，达到了其它七大行星质量综合的2.5倍。所以它是一颗气态的巨大行星，我们能用光学望远镜看到的部分是木星大气中云层的顶部，那里的压强比地球表面略高些。由于木星自转速度是地球的9倍，所以木星的赤道部分更突出，两极更扁。

木星磁场十分强大，其背对太阳一面的磁场甚至延伸至土星轨道，它还有一个由很多碎片组成的环和超过79颗卫星，这种结构多像一个早期的小型星云啊。说到这里，我越发感觉木星真的就像是一个处于胎儿期的恒星了。

木星是不是拥有岩石核心现在是不得而知的，木星探测器也不可能登陆木星，只能说叫做钻入木星大气更合适，科学家认为，木星可能拥有一个金属氢形成的内核。是不是真的有，现在也是一无所知。但是，通过木星探测器，科学家们可以知道的是，木星大气外层按照维度分布为多个带状区域，这些区域的边界处容易出现乱流和风暴，其中大红斑就是最明显的例证。

木星大气层中的大红斑是一团激烈的沿逆时针方向运动的下沉气流，这个气流物质中含有大量的红磷化物，所以呈深褐色。

科学家们对于木星大红斑的成因有许多说法总结出来大概有四种：1、气流翻腾；2、热量喷射；3、气旋风暴；4、温度上升。老郭认为，是这四种力量的综合效果，包括温度、风速、气压等等必然与木星大红斑颜色的变化有着密切的联系。由于我们能看到的大红斑处于前面提到的云层，压力跟地球表面接近，所以，我们可以类比地球大气情况，对那里做一下分析。

一、在水平方向上的作用

由于木星质量大、转得快，木星的大气就会沿着维度的不同，被拉成一圈一圈的条带状，科学家共探测出17条这样的条带。我们可以脑补一下这个画面，木星是由17片转速不同的气体片片叠加起来的一个大气球。这个气态片片之间就会产生剧烈的摩擦，形成风暴。

二、在垂直方向上的作用

老郭认为，木星大气中的垂直运动力量可能是超乎我们的想象的。这方面的文章见诸报端的比较少，但我们能从地球上的龙卷风的成因、以及人类滑翔机飞行和鹰捕食时候利用上升气流盘旋得到一点启发。

地球上的龙卷风多发生在高温高湿的不稳定气团中。那里空气扰动得非常厉害，上下温度差相当悬殊。当地面上的温度约为30℃时，到8000米的高空时温度已降至-30℃。这种温度差使冷空气急剧下降，热空气迅速上升，上下层空气对流速度过快，从而形成许多小旋涡。当这些小旋涡逐渐扩大，再加上激烈的震荡，就容易形成大旋涡，就是龙卷风。

木星由于内部不同高度的大气的温差形成激烈的上下对流也不是什么奇怪的事情。相比于木星巨大的体积，这个能吞噬好几个地球的巨大涡旋根本不算什么。

三、支持老郭观点的观测证据

其一，木星表面-148℃的温度超出它目前从太阳获得的能量所能维持的温度。按照理论计算木星表面的温度应该是-168℃，1974年12月，“先驱11号”飞越木星测-148℃，测量值应该是比地球上理论计算值精确，其中20℃的差异只能理解为木星内部有热源。

其二，木星亮度有增亮的趋势，每年增加2%，每千年增加0.003个星等。如果木星是反射太阳光而发亮，那么随着太阳的演化，太阳本身亮度呈减弱的趋势，木星的亮度也是应该随着降低才对，这个结果已经被天文学家对金星、土星、水星的观测所证实。木星亮度增加只能是木星有内部热源并且呈增长之势。

木星大红斑的成因应该是在木星水平方向上自旋造成的气体条带之间的摩擦作用，加上由于木星内部有热源形成的垂直温差带来强烈对流效应的共同作用下，形成了著名的木星大红斑。由于这个能量来自木星本身，所以可以支持很长的时间。

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木星的大红斑为什么是红色的？

文：芸薹

木星大红斑作为木星的标志性特征，它的色彩“配方”始终是个谜，而近日科学家们得以窥视其中的一点奥秘。

木星大红斑 图源：信源

要了解“配方”，首先我们要来了解一下木星的大气结构。

在木星的大气层顶部由氨气形成，下面则是氢硫化铵云层——在地球的温度下会分解但是在木星上却能保持稳定的化合物。最底层的云层是水。这三种气体都呈白色，形成了木星的白色云层。

木星大气层 图源：Google

那么问题来了，到底是什么赋予了它们红色色调？

这一切的起源，正要从木星富含氨气的云盖层和亿万年来强烈的太阳辐射说起。

来自北美亚利桑那大学的Mark Loeffler怀疑正是来自太空的高能辐射分裂了云层中的分子，这些分子碎片组成了看上去是红色的复杂混合物。

Loeffler发现，当使用高能质子辐射氢硫化铵时会产生带颜色的颗粒。当样品被放置在-113℃（微凉于云层顶部），这些颗粒呈绿色，而当温度将至在-223℃（比云层寒冷）时，则将变为红色。

他将这些颗粒与来自大红斑的光谱进行对比时，发现一些可见光的波长和他的低辐射实验相匹配，而样品中的绿色，他猜测这可能来自实验室的硫原子。

然而，这种物质的光谱与木星上其他红色斑纹的光谱并不匹配。

来自加利福尼亚喷气推进实验室的Robert Carlson提出了更具有说服力的方案。他认为氨和烃乙炔是形成这些大红斑最好的“配方”。去年，他报告称用紫外线照射这种混合物将产生淡红色物质，与木星大红斑的光谱更加匹配。而当它与白色云层混合时，与木星表面看到的红色阴影相匹配。

来自威斯康辛大学麦迪逊分校的Larry Sromovsky称赞Carlson的研究是“与大红斑光谱完美匹配的视觉财产”，通过调整粒子的大小和浓度，他们的模型也能够与木星上其他红色斑纹的光谱相匹配。

当太阳的光线分裂上层大气中的甲烷分子时，乙炔便会形成，随后，它们就下沉到氨气层中，在这里，太阳的紫外线将触发更多的化学反应，从而形成淡红色的化合物。和乙炔相比，呈黄色的硫是木星大气中更常见的成分。Carlson认为，这些高度集中在某一区域的烃化物，也就让某些区域显现出了“大红斑”的外貌。

到此，问题还没有结束，大红斑的红色如此鲜艳，其颜色远远超过了大气层中乙炔能够产生的红色物质的量，“消失的红色”又从何而来呢？

科学家们猜测可能是淡红色有机分子“托林”进一步加深了红色。这种物种在土卫六以及太阳系中其他寒冷的星体上均有发现，然而尚未在除了冥王星以外的行星上被发现。

大红斑的谜一样的“配方”使得木星更具神秘气息，而它背后的深邃的宇宙背景更是蕴藏着无穷无尽的奥秘，这一切都等着我们一点点去探索，去发掘。

你是觉得震撼还是恐惧？

近距离看着木星，你是觉得震撼还是恐惧？觉得漂亮还是恐怖？

木星看起来是美丽还是恐怖，也许每个人的视角不一样，因此得到的观点也会不一样，但笔者对于天体的欣赏却是以另一个角度来考虑的，即本身所在的位置决定了欣赏天体时的心态，因为这将决定我们是作为美丽木星的看客还是“木星事件”的参与者，这一点非常重要，下面我们来简单分析下！

一、作为看客

朱诺与木星，我们所处的时代是一个航天技术正在快速进步的时代，使得我们从未有过的角度欣赏到了木星，但也正是这些局限，使得我们可以无所顾忌的欣赏木星而无需担心自身的风险，因为这些照片都是探测器拍摄的！我们先来简单了解下木星：

一、木星直径：142984KM，约为太阳的1/10

二、质量为：1.90×10^27KG，约为太阳的千分之一

三、距离太阳约：5.2天文单位

四、逃逸速度：59.5KM/S

太阳占了太阳系内所有物质的99.86%以上，而木星占了剩下的70%以上！木星的质量是地球的318倍，体积是地球的1321倍！但以上所有数据与我们无关，因为它的引力影响不到我们，反而木星在很多时候在其强大的引力作用下作为太阳系清道夫的形象出现的！对于地球是一个利好消息，因此无论在哪种情况系，我们可以用一种置身事外的心态来欣赏木星，此时的木星又有什么可怕的呢？所有魔鬼一般的想象都是咱脑补出来的！

二、作为“木星事件”的亲历者

当然我们现在还不存在这样的问题，但未来迟早会，这就是未来亲临木星去感受一些木星的巨大！这才是我们所有恐惧的真正原因，但人类的天性是猎奇与探险，因为未来的“木星救援”事件会和现在的驴友涉险报警一样多，那么我们来看看木星有多恐怖？

一、木星逃逸速度为59.5KM/S 如果进入木星轨道后如果飞船的推力不足是很难再脱离木星的，我们可以简单计算下，比如在木星10万千米距离上的环绕速度和逃逸速度差距是多少！

环绕速度：35599.1573M/S 即：35.6KM/S

逃逸速度：50344.811M/S 即：50.3KM/S

两者速度相差15KM/S，这个速度相当于从地球上0速度直接加速到接近太阳系逃逸速度（16.7KM/S）！如果您的飞船下次路过木星想环绕它几圈，那么请检查下自己飞船的推力和燃料够不，从哪条轨道上还可以跑出来，从哪条轨道上就被木星的引力给留住了！

此时，你欣赏到的木星越是壮丽就越恐怖，因为你已经被木星拉住了！

二、木星强大的磁场

这是前往木星需要考虑的第二个关键因素，因为这个磁场会导致一个极大范围的范艾伦辐射带，传说中的木星微波炉区域！

木星的磁场是太阳系除太阳外最高的，超强磁场在木星可以欣赏到绝美的极光，但它一样会有致命的陷阱！而且这是看不见也摸不着的！

这是朱诺进入木星轨道后的运行轨迹，这个极椭圆轨道是为避免朱诺闯入木星的范艾伦辐射带而受损！

三、木星大气层超强闪电和超强气流活动

木星是一颗气态行星，从外层大气开始到内核之间数万公里内并没有一个明显的分界线，这导致木星上的气流活动深度超出想象，上下的压力差/温差和其特有的能量补充机制，这导致木星上的风暴经久不衰！

木星大红斑下的的气流示意图，白色部分是超级闪电！

大红斑的大小与地球对比！

木星上超强的极光，前景为朱诺号木星探测器，当然此图是合成的！

木星表面的闪电活动！这个规模动辄都是半个地球级别！

当然在这个技术局限的时代里，没有什么理由恐惧木星，远在数个天文单位之外，与我们何干？最多也就在天文望远镜上看看黄豆大的木星，或者欣赏下哈勃的作品，甚至在本文欣赏朱诺的杰作，茶余饭后为您增加一些谈资！

木星大红斑多少分钟转一圈？

木星大红斑要地球上的6天才能转一圈。

大红斑这种风暴气旋也是有自转的，它是逆时针方向旋转的，不过自转周期要比木星本身的自转周期长很多。木星自转周期为9小时50分钟，而大红斑的自转周期有6个地球日。大红斑身为一个气旋，类似于地球的台风之类的气旋，但是地球上的台风在大红斑面前被秒的渣都不剩。

NASA朱诺号探测器潜入木星大红斑会是怎样的情形？

所谓“潜入”木星大红斑，这个说法来自NASA的新闻。但其实并不是真的潜入的意思，只是一个类比。

朱诺号拍摄的木星的照片有距离的远的，有距离的近的，显然近大远小，把这些照片按远近顺序做成连续的动画，就能让读者更加直观的感受探测器“潜入”木星表面又“飞出”的样子，但因为朱诺号并没有真的潜入大红斑，而且由于大红斑是个巨大的气旋，所以也绝不可能真的潜入大红斑，所以视频中间半段“潜入大红斑”之后的样子是计算机模拟的进入大红斑之后的温度变化（这部分是没有照片的，纯模拟计算的结果）。

而这张图，就更加不是什么潜入木星大红斑了，也是一个比喻而已。NASA的意思是朱诺号携带的微波辐射计的6个频段（channel）对云层下不同深度的微波信号敏感度不同，因此不同的频段可以探测木星大红斑一带云层以下不同深度的情况…越浅表示温度越高，越深表示温度越低。这次微波辐射计的多频段结果让我们终于探测到了大红斑有多深——它一直穿透到了木星大气层以下300千米，比地球上的海洋深50到100倍，而且越往底部温度越高。

这张图的意思是，朱诺号的高能粒子探测仪（Energetic Particle Detector Instrument，简称JEDI）这次还发现了两个新的之前未被发现的辐射带，就是图上赤道附近两个亮蓝色的区域。在这两个辐射带里，高能的氢、氧、硫例子以近乎光速的速度飞速运动着。

以上这些是朱诺号第8次最近飞掠木星的探测结果，第9圈环绕和最近飞掠已经开始于2017年12月16日。

参考：https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-juno-probes-the-depths-of-jupiters-great-red-spot