木星上的熱浪
歐洲行星學會在2022年9月報告了科研人員在太陽系最大行星-木星上的一個新發現：木星大氣中存在一個10倍地球直徑的熱浪區域。沒錯！木星上面那色彩斑斕並充斥著風暴的大氣層，其溫度比我們預料的要高几百度！據推測，木星壯觀的極光可能導致了這種高溫的形成。
來自日本宇航探索局的詹姆斯•奧多諾霍，在2022年9月份西班牙格拉納達召開的歐洲行星科學會議上發表了以上的研究成果。
需要讀者注意的是，木星和太陽的距離比地球和太陽距離要遠得多，地球排行第三，而木星在太陽系排行第五。按照科學家的介紹，其接受到的太陽光線只是地球接受量的4%，因此它的大氣層頂部溫度是極低的負94華氏溫度（負70攝氏度），但詹姆斯•奧多諾霍團隊新發現的熱浪團的溫度卻高達752華氏溫度（400攝氏度）。
在2021年歐洲行星科學會議上，科學家發布了第一張可以辨認出熱源的木星上層大氣照片。正是基於這些成果，我們發現木星的極光是大氣中高溫區域形成的一個可能原因。
木星的極光現象
木星極光是在1979年被旅行者1號飛船發現的。和地球上的情形一樣，是太陽風（從太陽發生出來的帶電粒子）造成了木星上的極光現象。在地球上，追逐著觀測極光的人都知道，要在太陽活動劇烈的時期去觀測，而且地球上的雷射總是時隱時現。但木星上的極光卻是持久的，它只是在強度上發生變化。
根據奧多諾霍和他的同事們的研究，木星強烈的極光能夠將磁極附近的區域加熱到700攝氏度左右，而遍布星球的風暴會將這些熱量重新分配到其它區域。
對數據的進一步研究發現了熱浪
當奧多諾霍團隊深入分析研究數據時，他們發現了隱藏在木星北部極光下面的壯觀熱浪，這片熱浪正在以幾千公里的時速向著木星赤道進行移動。
他們說：這片熱浪很可能起源於一個突然增強的太陽等離子體風暴，當它轟擊木星磁場便引發了這個熱浪，這個過程提升了極光的溫度，推動熱浪向赤道區域擴張。
當極光不斷將熱量傳遞給行星的其它區域時，這些熱浪便形成了一種額外而又顯著的能量源。這一發現讓我們對木星高層大氣的氣候狀況有了進一步的了解，非常有助於解決我們對木星進一步探索所需的能源問題。
上圖是一張木星頂部1000公里高度的大氣溫度全景圖，疊加了木星的照片以供參考。在這張照片中，木星的北極地區（黃、白色區域）看上去正在將一個巨大的行星級別的熱浪推向赤道地區，它長達13萬公里，10倍地球直徑，比背景區域溫度要高几百度。木星照片來自哈勃望遠鏡/美國宇航局/歐洲航天局/美國宇航局戈達德飛行中心的賽蒙以及施密特等人，溫度疊加圖片來自詹姆斯•奧多諾霍。
總結一下：科學家在木星上發現了熱浪，也就是說本應冰冷的大氣卻是高溫的。據研究顯示，是木星的磁場產生並驅動了這種高溫氣流的運動。
相關知識
木星的大氣層是太陽系內最大的行星大氣層，主要由和太陽的比例大致相同的氫分子和氦構成，其他的化學成分，包括甲烷、氨、硫化氫和水只有很少的數量。水被認為存在於大氣層的深處，所以被觀測到的數值偏低。氧、氮、硫和惰性氣體的丰度大約是太陽的三倍[1]。
木星的大氣層沒有明確的邊界，並且逐漸轉變成為行星內部的流體[2]。從最低處到最高處，大氣的層次為對流層、平流層、增溫層和散逸層，各層有各自的溫度梯度特徵[3]。最底層的對流層有複雜的雲霧組成的系統，並且呈現朦朧狀，包括數層的氨、硫化氫氨和水[4]。上層的氨雲是可見的木星表面，組織成12道平行於赤道的帶狀雲，並且被稱為噴射氣流的強大帶狀氣流（風）分隔著。
這些交替的雲氣有著不同顏色：暗的雲氣稱為帶（belt），而亮的雲氣稱為區（zone）。區的溫度比帶低，是上升的氣流，而帶是下降的氣體[5]。較淺顏色的區被認為是由氨冰形成的，但形成顏色較深的帶的物質則尚未確知[5]。這些帶狀結構和噴流的起源也還未被了解，不過已存在兩種解釋的模型。淺灘模型（shallow model）認為它們是覆蓋在穩定的內部結構上的表面現象。深層模型（deep model）認為帶和噴流是被組織成一定數量的圓柱體，是深入至深層木星地函的氫分子循環顯示在木星的表面[6]。
BY:Editors of EarthSkyand
FY: TelescopeX
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