木星的上层大气由中性热层和带电电离层组成。天文学家利用 NASA/ESA/A 詹姆斯·韦伯太空望远镜在大红斑上方的木星低纬电离层中发现了意想不到的小规模强度特征，例如弧线、带状和斑点。

木星是夜空中最亮的物体之一，在晴朗的夜晚很容易看到。

除了木星极地地区明亮的北极光和南极光外，木星上层大气的光很弱，因此地面望远镜很难辨别该区域的细节。

然而，韦伯的透视 灵敏度使科学家能够以前所未有的细节研究木星臭名昭著的大红斑上方的高层大气。

这颗气态巨行星的上层大气是该行星磁场和下层大气之间的界面。

在这里，可以看到明亮而鲜艳的北极光和南极光，它们是由木星的卫星木卫一喷出的火山物质形成的。

然而，靠近赤道的地方，行星上层大气的结构受到入射阳光的影响。

由于木星接收的阳光仅为地球的 4%，天文学家预测该区域的性质是均匀的。

莱斯特大学天文学家亨利克·梅林 (Henrik Melin) 和他的同事于 2022 年 7 月使用韦伯近透视 光谱仪(NIRSpec)的积分场单元观察了大红斑。

他们的早期释放科学观测试图调查该区域是否真的暗淡，而标志性的大红斑上方的区域是韦伯观测的目标。

他们惊讶地发现，高层大气在整个视野范围内存在着各种复杂的结构，包括暗弧和亮点。

“我们天真地以为这个地区会非常无聊。事实上，它和北极光一样有趣，甚至更有趣。木星总是给人惊喜，”梅林博士说。

尽管该区域发出的光是由阳光驱动的，但研究小组认为一定有另一种机制改变了高层大气的形状和结构。

“改变这种结构的一种方法是通过重力波——类似于海浪冲击海滩，在沙滩上产生涟漪，”梅林博士说。

“这些波是在大红斑周围湍流低层大气深处产生的，它们可以传播到高空，改变高层大气的结构和排放。”

“这些大气波偶尔可以在地球上观测到，但它们比韦伯在木星上观测到的要弱得多。”

“我们希望在未来对这些复杂的波浪模式进行韦伯后续观测，以研究这些模式在行星高层大气中的移动方式，并加深我们对该地区能量预算以及这些特征随时间变化方式的了解。”

该研究结果发表在《自然天文学》杂志上。