天黑才能看星星?Keck望远镜告诉大白天一样可以!

科普中国网 2017-08-25 作者:肖攀峰

  据《每日邮报》消息,位于夏威夷的Keck望远镜最近在试验黄昏时段使用望远镜观测时,意外地发现了一个位于海王星上的超级风暴,这个风暴的规模十分巨大,经度和纬度都横跨超过30度。

  天文学家借助Keck 望远镜发现了这个超级风暴,其大小装得下整个地球。这个风暴的中心尺度约有9000千米宽,相当于海王星半径的三分之一,地球直径的四分之三。

  天文学家原本打算在黄昏或黎明时分,使用夏威夷的Keck望远镜进行试验观测,看看能否找到些有趣的东西。而对于光学天文观测来说,传统观念认为,只有天完全黑了,才能开始观测。而这次不寻常的非常规时间观测,得以让Keck天文台的研究人员在海王星的低纬度地区发现这一巨大风暴。

  海王星,是太阳系的八大行星之一,距离太阳最远(45亿千米),每165年才绕太阳公转一周。除了离太阳最远,海王星最引人注意到就是它表面的猛烈风暴,时速可达1100迈,是声速的1.5倍。这些超声速的风暴使得海王星成为太阳系中刮风刮得最厉害的星球。

  “通常情况下,海王星的低纬度地区是比较平静的,”加州大学伯克利分校天文系的研究生Ned Molter说,“形成风暴的明亮云团一般出现在中纬度地区,在赤道等低纬度地区发现这样大规模的云团是十分罕见的。”这个巨大风暴活动的区域在此之前从未出现过任何明亮云团,研究人员发现这个风暴的明亮云团在6月26日至7月2日之间经历了一个逐渐变亮的过程。

  (从6月26日至7月2日,从左至右分别是红外的3个波段:H波段、CH4波段和K’波段)

  “从以往观测记录来看,海王星上很少出现极亮的云团,偶尔出现的几次也是在靠近两极的区域,比如离南北极15°-60°的区域”,加州大学伯克利分校的教授Imke de Pater(他也是Ned Molter的导师)说,“这是第一次在赤道地区发现云团,也是第一次发现如此明亮的云团。”

  这个赤道风暴刚被发现时,de Pater误以为它是哈勃太空望远镜1994年发现的“北部复杂云团”,但很快de Pater发现它的位置和哈勃看到的那个云团不同,是一个新的风暴云团结构。

  海王星的云团和地球上由水汽组成的云团不同,主要是由甲烷组成的。巨大的暗色高压涡旋系统在海王星大气中的垂直高度很大,甲烷等气体在涡旋中上升和降温,当气体温度降到凝结温度以下,气体会凝结形成云团,就像水汽在地球上形成云团的过程一样,只不过云团的成分不同。

  “如何从物理机制上来解释在赤道地区的长时间存在的涡旋系统也是一个巨大的挑战。”de Pater补充说,“新发现的赤道风暴持续了一星期以上,说明海王星大气的动力学发生了极大的改变,而海王星可能存在季节性的(例如十几年一次、二十几年一次)天气现象。”

责任编辑:王超

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