圖片：美國宇航局 |
當北美洲遭受諸如“喬治”等颶風的年度襲擊時，伽利略號宇宙飛船正在傳回關於木星上遙遠“表親”的資料。在上面的影像中，來自巨大低壓風暴的閃電在木星夜側的黑暗雲層中閃爍。閃電起源於木星的水雲層，該雲層位於氨雲下方 50 至 75 公里（30 至 45 英里）處。單次閃擊發出的光能相當於 3000 萬個 100 瓦燈泡燃燒一秒鐘——比地球上的閃電亮數百倍。上面顯示的三個快速移動的風暴中的每一個都是由太空探測器以兩分鐘的間隔拍攝的。
即便如此，伽利略號在木星及其衛星周圍軌道運行了 2 年半以來返回的最新資料表明，木星的天氣受控於與地球非常相似的過程——儘管規模要大得多。低壓系統產生強烈的風暴，而高壓區域往往更穩定且移動緩慢。
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加州理工學院行星科學教授、伽利略成像團隊成員安德魯·英格索爾說：“閃電是發生對流和降水的標誌。這些過程是地球和木星上大氣能量的主要來源。”
與地球上一樣，木星的低壓風暴（或氣旋）在北半球以逆時針方向旋轉，在南半球以順時針方向旋轉；高壓風暴（稱為反氣旋）則相反。地球上的颶風由海洋表面上升的溫暖潮溼空氣提供動力，而木星上的颶風則從行星溫暖的內部獲取能量。在木星上，這些氣旋是無定形、湍流的區域，它們在東西方向上展開。“我們在白晝捕捉到了其中一團明亮的雲，並在不到兩個小時後看到它在夜間閃爍，”英格索爾說。
相比之下，木星的高壓風暴更大、更穩定、壽命更長。其中三種風暴，因其顏色和雞蛋形狀而被稱為“白色卵形”，已經在木星中段周圍的一個帶狀區域被觀測到半個世紀。其中兩個——每個大約是地球直徑的三分之二——最近合併形成了一個與地球一樣大的特徵。
美國宇航局噴氣推進實驗室（管理伽利略任務）的高階研究科學家格倫·奧頓說：“新合併的白色卵形是我們太陽系中最強的風暴，除了木星 200 年曆史的‘大紅斑’風暴之外。這可能是人類首次觀察到兩個風暴系統之間如此大規模的相互作用。”
白色卵形是冷風暴——新形成的白色卵形中心溫度為零下 157 攝氏度（零下 251 華氏度），比周圍環境低約一度。美國宇航局的科學家認為，它們從更劇烈的氣旋丟擲的小而溫暖的風暴中獲取能量。
氣象學家普遍認為，有閃電的地方就有降水。木星的問題是降雪還是降雨。“陸地閃電模型表明，要積聚電荷，必須同時存在液態水和冰，”英格索爾說。
最近的伽利略資料可能已經提供了一個答案。據康奈爾大學的伽利略成像儀唐·班菲爾德說，伽利略的成像系統捕獲到一片非常深的雲，它幾乎肯定含有水。英格索爾現在說，“我們知道水在那裡，而且我們知道它在哪裡下雨。這是朝著瞭解木星天氣如何獲得能量邁出的一大步。”