提到土星,每個人都會想到它的行星環。事實上,土星除了土星環之外,還有一個非常顯著的特徵。這是存在於土星北極的超級風暴。但許多人只聽說過木星大紅斑,並不知道土星上也有一個巨大的風暴。
極地風暴在土星的北極比大紅斑更神秘,更令人難以置信的是,這個風暴呈現出奇怪的六邊形。1980年,旅行者1號在穿越土星時發現了人類第一次在土星上觀察到的大風暴。但因為旅行者1號的任務是飛出太陽系,所以返回的土星風暴資料非常少。
所以,科學家們就沒有足夠的圖像和數據進行分析研究了。
在2013之前,卡西尼探測器將飛越土星的北極。我們才再次解到了,這個詭異的風暴。不管是地球上的颶風,還是木星上的大紅斑,這些風暴都是圓形或橢圓形的,即使它們再大也是如此。但土星的這個風暴是六邊形的。
這個六邊形風暴隨土星的自轉一同旋轉,在環繞北極的風暴中,還伴隨著旋轉方向與六邊形雲帶相反的小型漩渦。物理學家們感興趣的是這個奇怪的六邊形風暴是如何形成的?為什麼會如此穩定?對此人們提出多種解釋,但至今仍無定論。 有人認為六邊形星雲的穩定性可能與土星缺乏固體地形有關,地球上的風暴在遭遇地貌產生的摩擦後會被打亂,而土星實際上是一個龐大的氣體球,所以造成風暴形態不容易變化。
2013年4月,NASA的卡西尼號土星探測器傳回了一張土星北極六邊形風暴的高清照片。經過精密的數學計算和推導,天文學家們發現,這個六邊形風暴的寬度在2.5萬公裡以上,而地球的直徑只有12756千米,這意味著這個風暴能夠並排放下4個地球,比木星上的大紅斑還要讓人震撼。在暴風開始時,被暴風吞沒的地區面積總和相當於30個地球的面積。卡西尼探測器上發現,風暴中的風速已經達到了每小時322公裡。那麼,風暴是如何形成的?它存在了多久,並將持續多久?現在還沒有解決這個問題呢!
有一個更可靠的推測是這樣的:這些風暴的形成,與土星巨大的引力有關。關於為什麼會有規則的六角結構,科學家們完全不知道。我們從1980年第一次發現土星風暴到現在,它持續活躍了幾十年。即使是地球上持續時間最長的颱風,也只能維持一個月左右。我們很難想像是什麼讓這個風暴,存在了幾十年甚至更久。
事實上,如果仔細觀察,就會發現六邊形風暴。有著極其複雜的構造。它是一個至少由七層雲霧組成的多級結構。由雲頂一直向上,一直延伸到300公裡的高度。表面溫度極低的物體,如土衛六或冥王星,也有雲層分層。但沒有土星那麼多,層狀結構也比土星規則。
研究人員認為:這些雲霧分布的規律,很可能是由於垂直方向的重力分布所致。造成大氣密度和溫度的波動而形成的,這一現象在其他星球上也能看到,包括我們的地球。區別在於這個區域的重力波,可能來自六角形風暴本身,以及其周圍的噴流。不管是重力波還是噴流,其強度大且速度快於地球。不但如此,當天從卡西尼探測器傳回的探測數據還表明,六邊形風暴的一個角的高度位於土星的中高平流層,而另一個角位於雲層的中低層。
所以這個六邊形風暴,實際上,就像是是一座高聳的風暴建築物,垂直橫跨幾百公裡。
為了更清楚地獲取這場六角風暴的具體數據,卡西尼號探測器上的其他探測輔助設備,都長期對著土星這個六邊形風暴。科學家們發現,卡西尼號的到達土星時剛好是土星的冬天。土星的北半球開始緩慢地形成許多風暴漩渦。在這一過程中,土星北極的六角渦旋也變得越來越明顯。
作為一個規則的球體,科學家想從土星的南極,看看能不能發現一些有用的數據。但是令人意外的是,土星的南極卻是風平浪靜的。由於根本無法實地考察,再加上卡西尼號的局限性。現有的數據讓科學家們,根本無法解釋土星兩極之間氣候如此不對稱的原因。
六邊形風暴的形成原因,我們現在也無從得知。科學家們只能通過現有的數據,提出一些合理的猜想。
在未來我們只有對土星進行更加深入的探索,我們才能解開關於土星六邊形風暴,甚至整個土星的秘密。
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