哈勃望远镜的新图像揭示了土星南极上空一个奇特的十边形结构。
这种奇怪的天气模式在NASA卡西尼任务多年观测中并未出现

一张由哈勃空间望远镜拍摄的图像展示了土星南极周围环绕着一个十边形的大气波,图像拍摄于近期。 NASA,ESA,A.SánchezLavega巴斯克自治区大学伊根大学
美国国家航空航天局、欧洲航天局、A.桑切斯拉韦加西班牙巴斯克大学巴斯克大学埃乌

科学家在观测土星天气时,发现其南极周围存在一个奇特的多边形结构——这一现象若早些年被观测到,或许不会令他们如此惊讶,因为彼时土星正持续处于严密监测之下。

该行星的北极存在一个独特的云层暗化六边形气流结构,已持续至少45年——科学家最早于1980年和1981年通过NASA的旅行者探测器飞掠该环带巨行星时观测到这一现象。然而,NASA的卡西尼任务对该行星开展了长达13年多的详细观测,却始终未在南半球发现类似结构,令科学家感到困惑。

目前,科学家利用哈勃空间望远镜,并借助一批业余天文学家组成的观测网络,发现土星南极上空大气层中存在一个独立于其余大气环流之外的十边形喷流结构。行星科学家、西班牙毕尔巴鄂巴斯克大学的阿古斯丁桑切斯拉韦加指出:这一发现表明,北极上空的六边形云系并非此前认为的那样独一无二。
十边形最早在去年秋天的哈勃图像中显现;天文学家随后回顾了早在2023年的观测数据,确认那时它就已经存在,只是不够清晰。但无法确定十边形最初形成的时间——自2017年以来没有航天器停留在土星附近,而土星南极在2012年转向远离地球的方向,直到2023年才重新朝向地球。

在科学家有限的观测中,十边形结构似乎比稳定的六边形喷流变化更为显著,美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心(位于马里兰州格林贝尔特)的行星科学家艾米西蒙表示。这使她对推测这一新发现特征在气态巨行星上能持续多久持谨慎态度——毕竟这颗行星本身具有高度混沌的特性;尽管如此,她仍希望该特征能再维持数年。气态巨行星表面看似平静安宁,实则风力强劲,西蒙指出。像六边形这样的大气特征可能持续数十年之久,但另一方面,其形态也可能迅速发生剧变。

单就观测到土星上存在喷流而言,这本身完全正常,麻省理工学院行星科学家王颖康(音译)表示。她并未参与这项新研究。这是因为该行星体积庞大且自转速度极快——土星上的一天仅约10.7小时——这种条件天然有利于形成条带状的气体气流。气体本会自然地从较暖的赤道区域流向较冷的两极区域,但因自转速度过快,气体尚未行进多远便被裹挟着沿环绕行星的方向运动。然而,这一十边形结构呈现出明显的棱角状轮廓,而非平滑的圆形,这一特征颇为引人注目,暗示其中或许蕴含着某些值得深入探究的现象,例如可能与土星深层大气的性质有关。

研究人员尚无法准确解释这一特征,但他们推测附近风暴的扰动可能引发了它。他们希望借助更多观测站,包括詹姆斯韦布太空望远镜,持续监测该特征随时间的变化,以揭示其成因。

幸运的是,哈勃望远镜原本就计划在本月晚些时候再次观测土星,西蒙表示。我们会持续关注,然后根据情况采取下一步行动。
BY: Meghan Bartels
FY: AI
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