為什么其他行星沒有呈現(xiàn)出類似的彩色條紋？“實際上，其他的氣態(tài)行星，如土星、天王星、海王星，大氣動力學狀態(tài)與木星無本質(zhì)差別，也普遍存在強烈的環(huán)流和相應(yīng)的條紋結(jié)構(gòu)，只是沒有顯現(xiàn)出不同的顏色。”孔大力進一步解釋，其他氣態(tài)行星與太陽的距離較木星遠，整體大氣溫度比木星低，氨分子總是以冰晶的形式存在，無明顯的狀態(tài)變化，因此反照率趨于一致，人們也就無法觀測到條紋相間的帶狀結(jié)構(gòu)。

　　作答：這些條紋可不“膚淺”

　　既然條紋結(jié)構(gòu)的實質(zhì)是木星的大氣環(huán)流，那么大氣環(huán)流又是如何形成的？

　　天文學界目前主要有兩種理論解釋其成因。一種理論認為木星與地球上大氣環(huán)流的形成原因類似，認為氣態(tài)行星的大氣環(huán)流完全是由薄層大氣中不同緯度上溫度的差異驅(qū)動的。該理論認為條紋結(jié)構(gòu)僅僅存在于木星大氣外層，就像在勻色木球表面畫上去的彩帶。

　　“然而，作為氣態(tài)行星，木星并不像地球擁有大氣層和地面的清晰分界線，因此大氣的運動或許與地球并不類似。”孔大力表示，部分天文學家從這個角度出發(fā)，認為大氣環(huán)流并非淺表現(xiàn)象，而是受深部對流控制，提出深度云層風模型。這就需要從木星的物理結(jié)構(gòu)說起。經(jīng)過多年觀測，天文學界普遍認為，木星球體中心處為高密度巖石內(nèi)核，外部包裹著厚厚的金屬氫，再向外延伸便是主要成分為氫的大氣。木星從里到外是連續(xù)的整體，大氣運動也不可能獨立于內(nèi)部而單獨存在。由于這位“大塊頭”質(zhì)量巨大，其體積在重力作用下不斷收縮，勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑢?dǎo)致木星內(nèi)部釋放出顯著的熱量，從而驅(qū)動和維持大氣環(huán)流。因此，深度云層風模型認為木星的大氣環(huán)流運動一直延伸到大氣內(nèi)部，并在大氣表層呈現(xiàn)出不同急流帶的輪廓。

　　上述兩種理論基于不同的出發(fā)點，各有其科研數(shù)據(jù)支撐。從20世紀70年代提出至今，二者已然博弈了40余年。2017年，NASA發(fā)射的“朱諾”號探測器進入環(huán)繞木星的軌道。學界十分希望通過“朱諾”號的引力場數(shù)據(jù)分析出木星環(huán)流的真正成因。2018年，以色列科學家約海·卡斯皮及其科研團隊在“朱諾”號數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上建立了相關(guān)數(shù)學模型，認為木星大氣的條紋環(huán)流是內(nèi)部流體運動模式在外表的延續(xù)和體現(xiàn)。這項支持深度云層風模型的研究成果發(fā)表在《自然》期刊上。

　　一直困擾天文學家的木星大氣環(huán)流成因問題就這樣一錘定音了嗎？

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