虽然美国的《先驱者号》和《旅行者号》行星际探测器获得了木星大红斑的详细资料,但是,还不能完全解释大红斑的性质。专家们认为大红斑是木星大气里存在了很长时间的巨大气旋(反气旋)。五十年中的地面观测、红斑大小和它的位置的纬度实际上没有变化,但有着每年大约20°的经向位移,推测它已存在100~1000年。
然而,如果按照这种模型,就必须假定红斑是一种独特的构成,与木星大气中的别的现象,如很多只存在几个月的白斑,不具有任何共同之处。红斑的能量来源不清楚。直至现在,还不能说明它的产生原因、在木星上的位置、经向位移和别的一系列观测事实。莫斯科工程物理研究所的鲁奇柯夫(Б. И.Лучков)提出了木星的磁场和辐射带作用的气象学模型。
大家都知道,地球和木星的磁场在许多方面相类似,不过木星的辐射带比地球强10,000倍!像地球磁场一样,木星的磁偶极轴与木星的自转轴有一交角,而且偏移了,这样,在木星上也可能有负的反常磁场,类似于地球上有名的巴西异常。巴西异常地区位在南半球,该地区的地磁场强度减小(磁力线弯曲并朝地表面(垂落))。在这种情况下,内辐射带可以下垂到近300公里的高空。在同样地磁纬度的北半球,内辐射带的位置很高,因为此处的磁场强度比异常地区的更大。因而,强度增大了的带电粒子在巴西异常区上空发现,这是地球磁场的不均匀性造成的。
在木星的负反常区上空,辐射带同样向木星表面垂落,大能量粒子落向大气层,同大气中的原子和分子互相作用,损耗着自己的能量。按照鲁奇柯夫的估计,木星的辐射带里“辐射流”正好在红斑上空。大气从大能量粒子获得的能量决定着红斑的特性。
由于木星以巨大的速度自转,磁反常区应该沿着经度“滑动”,造成红斑每年约20°的经向漂移(磁场“滑动”也在地球上观测到,但是,其值不超过每年0.02~0.03)。
木星大气里落入高能粒子对气象上的影响比地球上的重要得多,因为木星离太阳更远和它的辐射带强度更大。所以,巴西异常区实际上不影响地球上的气象,而木星上的类似区域却是巨大的大气旋涡,依赖着落入的加速粒子束维持其能量。
依据鲁奇柯夫的假设,红斑可以解释为木星大气上层出现的乙炔聚合物,这种聚合物是木星大气的一种主要成分甲烷的分子在带电粒子照射下形成的。
这样,根据鲁奇柯夫的假设,木星的大红斑是经常存在着的大气旋涡,出现在木星的负反常磁场区域、辐射带粒子流的地方。由于在红斑上空大气里通过高能粒子流,应当观测到气体亮区,这种亮区可以由自动行星际探测器进行探测。如果实验证实这种假设,还是一个比较行星学的成就,这样不仅能了解到行星的磁的性质,而且可以搞清行星大气和磁场间的相互作用特征。
[Прuроòα,1982年3月]