天文学家发现一股环绕土星南极的巨大十边形大气波,这是人类首次在这颗行星南半球确认大型规则多边形急流结构。由西班牙团队牵头的研究把美国航天局哈勃空间望远镜观测资料与地面专业及业余天文学家的图像结合起来,并于9月2日在《科学进展》发表结果。研究人员说,这个十边形贯穿多个大气层次,而且可能仍在发展变化。
哈勃资料把这种结构的微弱迹象追溯到2023年。当时随着土星季节性倾角变化,其南极区域逐渐重新进入地球观测视野。地面观测者在2024年注意到一条轻微起伏的带状结构,2025年的图像则越来越清楚地显示出十个顶点。较早的哈勃图像以及2004年至2017年绕土星运行的美国航天局卡西尼探测器资料,都没有显示类似的长期南极结构,这表明它可能形成于2017年至2023年之间。
根据研究相关资料,十边形位于一股强大急流之中,最大风速约为每小时400公里。不过,整个图形相对于土星自转仅以大约每小时10公里的速度向东移动。它的顶点还以约32天为一个周期摆动。单独一条边的长度超过16700公里,而各个角的清晰程度并不一致,这说明它可能仍不稳定,稳定性也可能低于著名的北极六边形。
旅行者号探测器在20世纪80年代初发现了北极六边形,此后航天器持续观测它超过40年,比土星上一个约等于30个地球年的年份还长。北部结构几乎固定不动,这与移动的南部十边形不同。哈勃以不同波长取得的观测,以及欧洲南方天文台设在智利的甚大望远镜所作红外测量,都显示云层存在垂直分层,风速也会随高度改变。
科学家目前还不清楚这两个多边形究竟深深扎根于土星可见云层之下,还是主要由高层天气活动产生。初步数值模拟表明,十边形波可以通过多种方式形成并在急流上持续存在,但还没有一种模型能够完整解释观测结果。随着土星南半球的可见条件改善,团队计划继续使用哈勃和詹姆斯·韦布空间望远镜监测,以判断十边形会趋于稳定、改变形状还是消失,并了解土星的几何风暴能为巨行星大气研究提供哪些线索。
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