天王星和海王星的天气限于“天气层”

作者:束慷碰

<p>海王星上的急流的示意图大气环流的特征是赤道附近的西向流动和高纬度的东向流动,由Weizmann科学研究所的Yohai Kaspi提供;美国宇航局在一项新发表的研究中,研究人员详细研究了天王星和海王星的大气环流模式,发现在大气中观测到的气流仅限于不超过约1000公里深度的“天气层”</p><p>巨行星天王星和海王星的天气预报</p><p>这些行星是以超过1000公里/小时的速度吹来的极端风,以及像地球一样大的飓风般的风暴,持续多年的巨大天气系统和快速流动的喷流的两个行星</p><p>尽管事实上这两个行星都有类似的气候</p><p>天王星的侧面倾斜,杆在冬天面向太阳</p><p>在这些行星的外表面上观察到了风;但是为了掌握他们的天气系统,我们需要知道下面发生了什么</p><p>例如,大气模式是从地球深处产生的,还是局限于靠近地表的较浅过程</p><p> Weizmann科学研究所,亚利桑那大学和特拉维夫大学的新研究,今天在线发表在“自然”杂志上,表明表面上看到的风模式在这两个世界中只能延伸到目前为止</p><p>了解大气环流是对于没有固体表面的行星来说并不简单,固体,液体和气体层之间的地球式边界不存在自从20世纪80年代旅行者二号太空船发现这些强烈的大气风以来,这些风的垂直范围一直是一个主要难题 - 影响我们对这些行星的大气动力学和内部结构的物理理解的影响但由Weizmann研究所的环境科学和能源研究部门的Yohai Kaspi博士领导的团队意识到他们有一种基于小说的方法用于分析行星的重力场的方法,以确定大气层Devia的厚度的上限行星中质量分布的分布引起地球上引力场的可测量波动,例如,在大山附近飞行的飞机感受到那座山的轻微超重力,就像地球一样,太阳系的巨行星正在快速旋转实际上它们都比地球旋转得更快;天王星和海王星的旋转周期分别约为17和16小时</p><p>由于这种快速旋转,风在高低压区域内旋转(在非旋转体内,流动将从高压到低压)研究人员推断出压力和密度分布与行星风场之间的关系这些物理原理使卡斯皮和他的合作者第一次能够计算出风模式的重力特征,从而产生风 - 这些行星的诱导重力图通过计算大范围理想行星模型的引力场 - 无风的行星模型,由特拉维夫大学的团队成员Ravit Helled博士执行的任务 - 并将它们与观察到的引力场,上限进行比较获得了对引力场的气象贡献这使得Kaspi的团队成为可能,其中包括亚利桑那大学的Adam Showman教授和Bill Hubbard,以及Weizmann研究所的Oded Aharonson教授表示,在大气中观测到的气流限于一个深度不超过1000公里的“天气层”,仅占质量的一小部分这些行星虽然计划在不久的将来不会对天王星和海王星进行任务,但卡斯皮预计该团队的研究结果将有助于分析另一组将很快被密切观察到的大气环流模式:木星卡斯皮,Helled哈伯德是美国宇航局朱诺宇宙飞船的科学团队成员,于2011年发射;在2016年到达木星时,它将提供非常准确的测量这个巨大的气态行星的重力场 使用与本研究相同的方法,Kaspi预计他们将能够获得他们为天王星和海王星获得的相同类型的信息:即,对天王星和海王星的大气动力学深度施加约束是最远的太阳系中的行星,关于它们的形成和构成还有许多悬而未决的问题这项研究有助于揭示其深黑暗内部的奥秘,甚至可能提供有关这些行星如何形成的信息</p><p>此外,许多太阳系外在其他恒星周围探测到的行星与天王星和海王星的质量相似,因此这项研究对于理解类似大小的太阳系外行星非常重要,以及出版物:Yohai Kaspi,“大气层对天王星和海王星喷射流的限制,“Nature 497,344-347,(2013年5月16日); doi:101038 / nature12131来源:Weizmann科学研究所图片:....