土星北極著名景色「六邊形風暴」,可能是高聳雲塔結構

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 06 日 12:36 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly

天文學家從卡西尼號數據中,帶來土星北極著名景色「六邊形風暴」的最新研究。過去,科學家以為土星六邊形漩渦只存在低層大氣,但卡西尼號卻發現土星高層大氣也出現六邊形漩渦,表明低海拔與高海拔相互影響,或者它其實是一個跨越數百公里的垂直高聳雲塔(也許看上去類似天空之城的龍之巢?)



如果未來太空旅行可以帶人類前往土星遊歷,位於土星北極的六邊形風暴絕對是不容錯過的景點。太空探測器航海家 1 號(Voyager 1)於 1981 年首度發現土星北極這一鮮明特色,當時數據判斷這個六邊形漩渦以每小時 320 公里的速度移動,位於土星大氣層中較低的對流層。

2006 年,卡西尼號(Cassini)證實了航海家 1 號對低海拔六邊形風暴的觀測,多數天文學家認為這是大氣層中某種形式的駐波,也可能是新型態極光。

但隨著時間推移,土星北半球從冬季進入夏季,卡西尼號卻有了新數據:一個新的六邊形風暴出現在北極較高海拔的位置,約大氣層平流層處。

發生了什麼事?研究第一作者、英國萊斯特大學行星科學家 Leigh Fletcher 對此有兩種解釋,第一種解釋認為這兩漩渦「各自為營」,分別在不同的海拔高度自發產生;第二種解釋則說實際上只有一個垂直數百公里的六邊形漩渦結構,如果人可以站在一旁欣賞,看上去就像一道高聳雲塔。

(Source:NASA

較高海拔的六邊形漩渦最近幾年才出現。卡西尼號 2004 年抵達土星系統,當時只有在正值夏季的南極發現一個「溫暖」的高空圓形漩渦,北極正值冬季,當地平流層溫度低到零下 158℃,儀器承受不住,所以無法探索(地球一個季節均分為 3 個月,但土星軌道週期長達 29 年,無論冬季或夏季都相當長)。

2009 年後,土星北半球終於開始升溫,並且卡西尼號還繼續等到 2014 年,才得以用紅外儀器研究北極平流層,也因此發現越來越明顯的六邊形高空漩渦。由於南北極的高空漩渦形狀不同,表明兩極不對稱,研究人員懷疑可能存在不同的機制。

目前,科學家尚不清楚漩渦為「常駐」型態,還是只在溫暖夏季驚鴻一現;以及土星如何形成這種六邊形結構並長期保持穩定,是否與更深內部有關聯?懸而未決的問題太多,巨大行星的大氣系統相當錯綜複雜,底層大氣與高層大氣可能相互影響、不完全獨立,我們只能等天文學家解碼越來越多卡西尼號的數據。

新研究發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

(首圖來源:NASA

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