哈伯太空望遠鏡的「外行星大氣層長期觀測計畫」自2013年啟動以來,已成為研究太陽系外行星大氣動態與演化的重要工具。這項計畫透過高解析度影像和長期觀測,揭示了木星、土星、天王星和海王星的複雜大氣現象,並為未來的行星氣候研究奠定了基礎。以下是該計畫十年來的亮點總結:
哈伯太空望遠鏡的「外行星大氣層長期觀測計畫」自2013年啟動以來,已成為研究太陽系外行星大氣動態與演化的重要工具。這項計畫透過高解析度影像和長期觀測,揭示了木星、土星、天王星和海王星的複雜大氣現象,並為未來的行星氣候研究奠定了基礎。以下是該計畫十年來的亮點總結:
1. 木星
– 大氣動態:木星的雲帶形狀與顏色變化多端,表面有劇烈天氣現象,如氣旋、反氣旋、風切變,以及著名的「大紅斑」。哈伯的長期觀測顯示,大紅斑體積持續縮小,但風速卻在增加。
– 季節效應:儘管木星自轉軸傾角僅約3°,季節變化不明顯,但哈伯觀測到由於木星繞太陽公轉距離的變化,可能出現些微季節效應。
– 優勢:哈伯的高解析度和全天候觀測能力,使其能連續追蹤木星大氣動態,這是地面望遠鏡無法達成的。
2. 土星
– 季節變化:土星繞太陽公轉需29年,季節變化明顯。哈伯觀測到土星北半球顏色變化迅速,並追蹤到標誌性的六邊形風暴的變化。
– 環系統:哈伯記錄了土星環幾乎「消失」的現象,這是由於環的邊緣朝向地球,約每15年發生一次。
– 環的動態:哈伯觀測到土星環的暗色輻射狀條紋,這些條紋的出現頻率與土星季節變化有關。
3. 天王星
– 極地增亮:天王星自轉軸幾乎平躺在軌道平面,導致極端季節變化。哈伯觀測到北極增亮現象,這與紫外線輻射增強有關。
– 季節性變化:天王星繞太陽公轉需84年,哈伯正在追蹤北極逐漸朝向太陽的過程,並觀測到風暴與甲烷冰晶雲的出現。
4. 海王星
– 黑斑風暴:1989年航海家二號發現海王星的大氣黑斑,哈伯觀測證實這些黑斑是短暫的,通常兩至六年內形成並消散。哈伯記錄了黑斑的完整生命週期。
– 季節性變化:哈伯觀測到海王星北半球變暗現象,南極周圍則出現暗色細長圓環。
– 太陽週期影響:哈伯發現海王星的雲層豐度變化與11年太陽週期有關,儘管海王星距離太陽最遠,但仍受太陽活動影響。
總結
哈伯太空望遠鏡的「外行星大氣層長期觀測計畫」不僅延續了航海家和卡西尼號的觀測成果,還揭示了更多細節,為研究這些行星的氣象與氣候系統提供了無可取代的資料。未來,隨著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的加入,科學家將能更深入地探索這些行星的大氣層,並進一步了解太陽系內外的行星氣候動態。