木星是最大、距离最近的巨型外行星，它的彩色云呈现出不断变化的形状和颜色的万花筒。这颗星球总是有暴风雨天气：气旋、反气旋、风切变，以及太阳系中最大的风暴——大红斑。
NASA 的哈勃太空望远镜于 2024 年 1 月 5 日至 6 日拍摄了木星的新图像，揭示了动态天气模式和大红斑和小红斑等著名风暴。这些观测是年度外行星大气遗产计划的一部分，该计划还强调了艾奥的火山活动和表面特征。
图片来源：NASA、ESA、STScI、Amy Simon (NASA-GSFC)
木星大气中的旋风、风切变和剧烈风暴
木星是最大、距离最近的巨型外行星，它的彩色云呈现出不断变化的形状和颜色的万花筒。这颗星球总是有暴风雨天气：气旋、反气旋、风切变，以及太阳系中最大的风暴——大红斑。
木星没有固体表面，并且永远覆盖着大量氨冰晶云，这些冰晶云在数万英里深的大气层中只有约 30 英里厚，使木星呈现出带状外观。
这些带是由不同纬度不同方向的空气以接近每小时 350 英里的速度流动而产生的。大气层上升的浅色调区域称为区域。空气降落的较暗区域称为带。当这些相反的流动相互作用时，就会出现风暴和湍流。
哈勃望远镜每年都以前所未有的清晰度追踪这些动态变化，并且总是有新的惊喜。哈勃最新图像中看到的许多大型风暴和小型白云是木星大气层目前正在发生大量活动的证据。
木星呈棕橙色、浅灰色、淡黄色和奶油色条纹。许多大风暴和小白云点缀着这个星球。最大的风暴“大红斑”是该视图左下三分之一处最显着的特征。其右下角是一个较小的微红色反气旋“小红斑”。另一个小型红色反气旋出现在图像顶部中心附近。在右图中心的右上方，一对风暴相邻出现：一个深红色的三角形气旋和一个微红色的反气旋。图像的最左边缘是木星的小卫星木卫一。木卫一表面的火山流出沉积物呈现出斑驳的橙色。图片来源：NASA、ESA、艾米·西蒙 (NASA-GSFC)
哈勃太空望远镜追踪木星的暴风雨天气
美国宇航局哈勃太空望远镜在 2024 年 1 月 5 日至 6 日拍摄的这些最新图像中重新审视了木星这颗巨大的带状行星，捕捉到了木星的两面。哈勃望远镜每年都会根据外行星大气遗产计划（OPAL）监测木星和其他太阳系外行星。这是因为这些大世界笼罩在狂风搅动的云雾之中，造成了千变万化的天气模式。
[左图]——经典的大红斑大到足以吞没地球，它在木星的大气层中显得尤为突出。在它的右下角，纬度更南的地方，有一个有时被称为“小红斑”的特征。这种反气旋是 1998 年和 2000 年风暴合并的结果，它在 2006 年首次呈现红色，然后在随后的几年中恢复为浅米色。今年又有点红了。红色的来源尚不清楚，但可能涉及一系列化合物：硫、磷或有机材料。小红斑保持在他们的车道上，但向相反的方向移动，大约每两年就会经过大红斑。另一个小型红色反气旋出现在遥远的北方。
[右图] – 风暴活动也出现在相反的半球。一对风暴，一个深红色气旋和一个淡红色反气旋，在中心右侧相邻出现。它们看起来那么红，乍一看，就像是木星剥了膝盖的皮。这些风暴以相反的方向旋转，表明高压和低压系统的交替模式。对于气旋来说，边缘有上升流，中间云层下降，导致大气雾霾消散。
图片来源：NASA 戈达德太空飞行中心，首席制作人：Paul Morris
风暴预计会相互反弹，因为它们相反的顺时针和逆时针旋转使它们相互排斥。位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的 OPAL 项目负责人艾米·西蒙 (Amy Simon) 表示：“许多大型风暴和小型白云是木星大气层中目前正在发生的大量活动的标志。”
图像的左边缘是最里面的伽利略卫星木卫一，它是太阳系中火山活动最活跃的天体，尽管它的尺寸很小（仅比地球的月球稍大）。哈勃解决了地表火山流出沉积物的问题。哈勃对蓝色和紫色波长的敏感度清楚地揭示了有趣的表面特征。 1979年，美国宇航局航海者一号宇宙飞船发现了木卫一的披萨般的外观和火山活动，令行星科学家感到惊讶，因为它是一颗如此小的卫星。哈勃望远镜接续了航海者号的使命，年复一年地关注着不安分的木卫一。
该动画科学可视化中使用的哈勃太空望远镜图像呈现了巨行星木星的完整旋转。这不是一部实时电影。相反，哈勃望远镜于 2024 年 1 月 5 日至 6 日拍摄的这颗色彩缤纷的行星快照已被照片映射到球体上，然后模型以动画方式旋转。这颗行星的真实自转速度接近 10 小时，通过观察大红斑随着每次完成的自转来来去去，可以很容易地绘制出来。哈勃望远镜每年都会根据外行星大气遗产计划（OPAL）监测木星和其他太阳系外行星。
图片来源：NASA、ESA、Amy Simon (NASA-GSFC)、Joseph DePasquale (STScI)
哈勃太空望远镜已经运行了三十多年，并不断做出突破性的发现，塑造我们对宇宙的基本理解。哈勃望远镜是 NASA 和 ESA（欧洲航天局）之间的国际合作项目。美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理这架望远镜。戈达德还与科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁航天公司一起执行任务操作。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所 (STScI) 为 NASA 进行哈勃和韦伯科学操作。 STScI 由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为 NASA 运营。
这幅 12 幅哈勃太空望远镜图像系列于 2024 年 1 月 5 日至 6 日拍摄，展示了巨行星木星完整旋转的快照。大红斑可以用来测量行星近10小时的真实自转速度。最里面的伽利略卫星木卫一在几个画面中都可以看到，它的阴影穿过木星的云顶。哈勃望远镜每年都会根据外行星大气遗产计划（OPAL）监测木星和其他太阳系外行星。图片来源：艾米·西蒙（NASA-GSFC）