哈伯望遠鏡探測到土星環輪輻季節開始

作者 | 發布日期 2023 年 02 月 17 日 8:30 | 分類 天文 line share follow us in feedly line share
哈伯望遠鏡探測到土星環輪輻季節開始


土星 B 環有些斑點和深色或淺色條紋稱為輪輻(Ring Spoke),可能與塵埃及行星磁場相互作用有關。輪輻會週期性出現,持續時間約 8 年。如同地球,土星自轉軸傾角為 26.73 度,使土星也有四季,但因土星離太陽更遠,繞太陽公轉一圈需 29.45 年,一季約 7 年長。經數十年觀察,輪輻通常在春分前約 4 年出現。土星下一個春分點是 2025 年,故輪輻會於 2021 年某時候出現。從 2022 年 9 月哈伯觀測數據,團隊追蹤到輪輻,輪輻季節真正開始。

▲ 哈伯望遠鏡2022年9月拍的輪輻影像。(Source:論文

通常輪輻僅於土星春季和秋季出現,即以春分點和秋分點為中心的8年間,並在夏季和冬季消失。1980年代初期航海家計畫首次觀測到輪輻,這些短暫又神祕的特徵會據照明和視角不同,呈現暗淡或明亮。進一步觀察和分析後發現更多奇怪之處,輪輻從上面看通常很暗,從下面看就亮多了,且並非都在同個位置。

▲ 1981年航海家2號拍攝的土星環,橫向暗影條紋即為輪輻。(Source:NASA)

研究人員表示哈伯「外行星大氣遺產計畫」(Outer Planet Atmospheres Legacy,OPAL)正在建立太陽系外行星檔案,表示比以往任何時候都要長的時間來研究土星環輪輻。土星環輪輻上次出現是2009年,當時卡西尼號正繞木星近距離觀測,儘管卡西尼任務執行多年成果出色,輪輻季節確切開始時間和持續多久仍無法預測,如同預測颱風季第一個風暴何時出現般困難。航海家探測器遠去後,卡西尼號任務2017年完成,哈伯繼續觀測土星和其他外行星。

至於輪輻是什麼原因造成,科學家認為可能是土星可變磁場、行星磁場與太陽風相互作用,形成帶電環境。這些帶電粒子撞擊地球大氣層時,北半球可看到極光。輪輻由塵埃顆粒組成,天文學家認為塵埃大小冰環顆粒也會帶電,使這些顆粒懸浮在其他較大冰顆粒和巨石之上。輪輻是否也會發生於其他行星行星環尚不清楚,且為什麼是季節性出現?看來輪輻確切成因仍需更多研究,但重新出現加上哈伯OPAL計畫,可提供更詳細研究機會。研究成果發表於《Geophysical Research Letters》期刊。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA

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