念念不忘，必有回响；27年前坠落的彗星为我们掀开木星的神秘面纱

简介： Shoemaker-Levy 9通过回声返回新数据

尽管休梅克—利维9号彗星（Comet Shoemaker – Levy 9）在1994年就与木星相撞了，不过它显然还有许多关于这颗太阳系最大行星的事要对人们诉说。

这颗彗星撞击的震波仍在木星的大气层扩散，而对其撞击痕迹的一项新分析揭示了人们对这颗巨大的气体行星平流层风（大气层中无云的中间层）的第一次直观测量。木星大气层的狭窄风带被称作喷射气流——和地球上的高空急流一样——在高纬度地区以每秒400米的高速运动，这个速度大约等于时速1440公里或895英里，远超木星大红斑中气旋风暴的最大风速—620公里每小时。

该观测小组的检测和分析表明，这些喷射气流可能组成了一个巨大的气流漩涡，而该漩涡高度大约900千米，直径更是达到了惊人的5万公里。“一个如此规模的气旋，”法国波多尔天体物理学实验室的天文学家蒂博∙卡瓦利说到，“在我们的太阳系里都将会是非常独特的、怪物级别的气象现象。”

休梅克—利维9号彗星的坠毁也是我们人类在太阳系中观测到的最为壮观的天文现象之一。当这颗被冰雪包裹的大石头刚开始朝木星转向并接近木星时，它就被木星巨大的引力给拉扯撕碎了。这些碎片在最初的两年时间里在越来越小的环木星轨道上漂流，直到1994年7月，它们终于坠入木星大气层并引发了一场壮丽的“烟花秀”。

图解：1994年休梅克—列维彗星撞击木星。图源：欧洲南方天文台 （ESO）

对科学家而言，这是一份令人难以置信的礼物。这次撞击搅动了木星的大气层并在其表面留下了长达数月的“伤痕”，它使得对木星大气风速的测量成为可能。除此之外，对木星大气成分及对其磁场的研究也有了新突破。这次彗星撞击也为木星大气增加了一些来自彗星本身的新分子，包括氨——尽管数月后它就消失了；氰化氢——直至今日它还能在于木星的大气中被检测到。

一组科学家用位于智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA，由电射望远镜构成的天文干涉仪）来追踪这种氰化氢，有了这种强大的仪器，天文学家观测到了氰化氢的多普勒频移——取决于分子朝观察者靠近或离之远去，它的电磁发射波的波长会相应地缩短或延长。“通过对这种频移地测量，我们可以大致推断风速，就像火车经过时通过其汽笛声频率的变化我们可以推断火车速度一样。”来自美国西南研究院（SwRI）的行星科学家文森特∙修说到，对频移长度的分析也给科学家们提供了计算氰化氢移动速度的方法。

在木星的赤道附近，平流层强风射流的平均速度达到了每小时600公里，相比之下在地球上，有记录的最高风速也不过才每小时407公里（253英里），而且这还是在强烈的热带气旋中测量到的。不过，其中一种最有特点的喷射气流正隐藏在木星的两极、深埋在它永恒的椭圆形极光的百公里之下；在木星北极它顺时针旋转，而在南极则正好相反，其速度可达每秒300 – 400米。

图解：2010年哈勃望远镜拍摄到跨度数亿公里的蓝色极光横梗在木星北极。图源：美国宇航局 （NASA）

该研究小组认为这股喷射流是木星极光风的下尾，先前的研究表明极光风的强度会随着高度的下降而减小，并会在到达平流层前就消散。因此，这次的发现是非常令人惊异的，这展现了一个事实——尽管我们认为我们已经了解到木星的大气状况极其狂暴复杂，但它的真实情况似乎还远超我们的认知。

这次研究的另一个意义是它为未来的观测以及接下来的任务奠定了基础，比如欧洲航天局（ESA）的木星冰月探测器（JUICE），以及在建的地面超大型望远镜。正如卡瓦利所说：“这些组成阿塔卡马大型阵列的电射镜为我们对木星极光区的研究打开了新的局面。”

BY: sciencealert

FY: 小北口

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