臺北市立天文科學教育館

天文學家觀察木星上著名的「大紅斑」已至少有150年的歷史，這是一個足以吞沒地球的巨大反氣旋。不過每當哈伯太空望遠鏡近距離觀察它時，總能發現一些新驚喜。哈伯在2023年12月至2024年3月的90天內，對這個紅色風暴進行了新的觀測，結果顯示大紅斑並不像看起來那麼穩定。最新的資料顯示大紅斑就像果凍般在抖動，利用哈伯拍攝的影像天文學家製作了一部大紅斑奇特行為的縮時影片。

研究人員表示雖然我們早就知道它的經度運動會有些微變化，但沒想到它的大小也會擺動，這是以前還沒有發現過的現象。這是我們第一次對大紅斑進行適當拍攝的機會，哈伯的高解析度讓我們能夠確定大紅斑在擠壓和膨脹的同時，也在加速和減速。這非常出乎意料，目前還沒有流體動力學的解釋。哈伯每年都會透過Simon領導的Outer Planet Atmospheres Legacy program （OPAL）觀測木星和其他系外行星，但這次的觀測專門針對大紅斑。了解太陽系中最大風暴的機制，可將地球上的颶風理論放到更廣闊的宇宙背景中，或許有助於更好地理解其他恆星周圍行星的氣象。Simon的團隊利用哈伯對大紅斑進行了詳細觀察，包括其大小、形狀以及任何微妙的顏色變化，仔細觀察會發現很多事情每天都在變化，包括紫外觀測，顯示風暴的明顯核心在其擺動週期中最大時最亮，這表示上層大氣中的霧霾吸收較少。

圖說：天文學家利用哈伯的資料，測量在大約90天（2023年12月到2024年3月之間）的時間裡大紅斑的大小、形狀、亮度、顏色以及一個完整擺動週期內的渦度，這段期間木星距離地球約在3.91億至5.12億英里之間。這些數據顯示大紅斑並非如表面看來那麼穩定。觀測顯示，大紅斑的橢圓形經歷了一次擺動，就像果凍一樣在抖動，但這個90天擺動的原因尚不清楚。圖片來源：NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

研究人員表示大紅斑在加速和減速時，會對其南北兩側的風向噴流造成推力，這類似三明治，當中間有太多餡料時，麵包片就會被迫鼓起來。將此與海王星對比，海王星的暗斑可以在緯度上自由漂移，因為沒有強大的噴流將之固定在原地，而木星的大紅斑一直被困在噴射氣流之間的南緯地區。

自10年前OPAL計畫開始以來，研究團隊持續觀察到大紅斑在縮小，他們預測它會持續縮小，直到變成一個穩定、較不長的形狀。目前，相對於風場而言，它的緯度帶已經過滿了，一旦它縮小到該緯度帶內，風就會真正將其固定住。研究團隊預測大紅斑的大小可能會穩定下來，但目前哈伯只觀測到它一個振盪週期。未來希望從哈伯獲得的其他高解析度影像能夠識別出木星的其他參數，以顯示振盪的根本原因。相關研究成果發表於《The Planetary Science Journal》期刊上。（編譯／趙瑞青）

資料來源：NASA