壯觀發現!著名的土星六邊形大風暴或延伸數百英裡 高至雲層之上

2020-11-22 前瞻網

土星巨大的六角風暴可能比我們想像的更令人印象深刻。

自從20世紀80年代旅行者號宇宙飛船首次發現這顆行星以來，科學家們一直在研究它北極的六角渦流。

這個低空風暴位於土星的雲層深處，在卡西尼號的數據中捕捉到的數據顯示，隨著夏季的到來，科學家們將會觀察到更高的高度。

這一發現意味著，這顆被環繞的行星可能是兩種不同形狀的風暴的家，它們在不同的大氣層層相互疊加——或者，它可能是一個綿延數百英裡高的巨大結構。

「這個新發現的渦旋的邊緣似乎是六邊形的，與我們在土星大氣層深處看到的一個著名的奇異六邊形雲模式完全吻合。」英國萊斯特大學的第一作者Leigh Fletcher說。

「當土星變暖的時候，我們確實預料到它的北極會出現某種渦旋，但它的形狀確實令人驚訝。」

「一個六邊形在兩個不同的高度自發地、相同地產生，一個在雲層較低，一個在平流層較高，或者這個六邊形實際上是一個橫跨幾百公裡垂直範圍的高聳結構。」

卡西尼號宇宙飛船之前曾在夏天發現土星南極的一個溫暖的高空渦旋。

但是，儘管存在較低海拔的風暴，在北部卻沒有發現高海拔的風暴。

然而，卡西尼號複合紅外光譜儀(CIRS)和其他儀器捕捉到的一項橫跨多個波長的長期研究揭示了北半球漫長冬季即將結束的新細節。

來自法國動力氣象研究所(Laboratoire de Meteorologie Dynamique)的合著者桑德林•格萊特(Sandrine Guerlet)補充說:「土星的一年大約有30個地球年，所以冬季很長。」

「土星在2009年才開始擺脫北方的冬季，在北半球接近夏季時逐漸變暖。」

Guerlet說，從2014年到卡西尼號任務結束，研究人員使用CIRS儀器對這一區域進行了調查。

「隨著極地渦旋變得越來越明顯，我們注意到它有六邊形的邊緣，並且意識到我們看到的先前存在的六邊形比我們之前想像的要高得多。」

土星北極神秘的六邊形一直吸引著天文學家的注意，它寬約2萬英裡(32190公裡)。六邊形是由上層大氣的風形成了這個形狀。

在它的中心可以看到一個極地氣旋。

旅行者1號和2號在30多年前首次發現了這個六邊形，它被認為是與土星的自轉相一致的。

去年，「卡西尼」號宇宙飛船首次向科學家提供了近距離、可見光觀測到的巨型颶風在六邊形內旋轉的景象。

據估計，颶風外圍稀薄明亮的雲層以330英裡/小時(150米/秒)的速度移動。

這一發現表明在土星的兩極有非常不同的工作過程。雖然北極是兩個六邊形渦旋的家園，但在南極卻沒有看到這樣的形狀。

北方的風暴也更冷，導致不同的氣象現象。

Fletcher說:「這可能意味著土星兩極之間存在一種根本的不對稱，我們尚不清楚，也可能意味著在我們最後的觀測中，北極渦旋仍在發展，而且在卡西尼號消失後還在繼續發展。」

儘管不太可能，研究人員說這兩個六邊形的風暴可能是一個極為高聳的氣象結構。它們也可以是兩個獨立的實體。

弗萊徹說，波浪「信息」向上洩露的一種方式是通過一種叫做「逐漸消失(evanescence)」的過程，這種過程中波浪的強度隨著高度的增加而衰減，但其強度足以持續到平流層。

「我們只是需要知道更多。我們只是在卡西尼號的生命末期才發現了這個平流層六邊形，這讓人非常沮喪。」

科學家們正在努力更好地了解低空現象是如何影響高空區域的。

「土星的北六邊形是這顆太陽系中最有魅力的成員之一的標誌性特徵，所以發現它仍然保留著主要的神秘感是非常令人興奮的，」卡斯尼-惠更斯任務的ESA項目科學家Nicolas Altobelli說。

「卡西尼號」宇宙飛船繼續提供新的見解和發現，直到最後於2017年9月15日生命走向盡頭。

「如果沒有像卡西尼號這樣有能力的太空飛行器，這些謎團就不會被解開。」

「它展示了一個國際團隊將一個精密的機器人探測器送到一個以前沒有探索過的目的地可以完成什麼——即使任務本身已經結束，其結果也會源源不斷。」

卡西尼號被科學家們稱為世界上最勇敢的飛船之一，它執行了探測土星的任務足有13年。

1997年10月15日，卡西尼號從美國的卡納維拉角發射升空，攜帶著歐洲空間局的土衛登陸探測器「惠更斯」號。

從地球到土星，卡西尼號飛了7年。它借用引力彈弓效應，先後兩次掠經金星(1998年4月和1999年6月)、一次掠經地球(1999年8月)、一次掠經木星(2000年12月)，最終抵達土星。

來自美國國家航空航天局(NASA)的最後一條指令是自我焚毀，卡西尼號點燃推進器，衝向土星大氣層並逐漸燃燒、汽化。該任務具有一個頗含詩意的代號：大終章(Grand Finale)。

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