提到土星,每個(ge) 人都會(hui) 想到它的行星環。事實上,土星除了土星環之外,還有一個(ge) 非常顯著的特征。這是存在於(yu) 土星北極的超級風暴。但許多人隻聽說過木星大紅斑,並不知道土星上也有一個(ge) 巨大的風暴。
極地風暴在土星的北極比大紅斑更神秘,更令人難以置信的是,這個(ge) 風暴呈現出奇怪的六邊形。1980年,旅行者1號在穿越土星時發現了人類第一次在土星上觀察到的大風暴。但因為(wei) 旅行者1號的任務是飛出太陽係,所以返回的土星風暴資料非常少。
所以,科學家們(men) 就沒有足夠的圖像和數據進行分析研究了。
在2013之前,卡西尼探測器將飛越土星的北極。我們(men) 才再次解到了,這個(ge) 詭異的風暴。不管是地球上的颶風,還是木星上的大紅斑,這些風暴都是圓形或橢圓形的,即使它們(men) 再大也是如此。但土星的這個(ge) 風暴是六邊形的。
這個(ge) 六邊形風暴隨土星的自轉一同旋轉,在環繞北極的風暴中,還伴隨著旋轉方向與(yu) 六邊形雲(yun) 帶相反的小型漩渦。物理學家們(men) 感興(xing) 趣的是這個(ge) 奇怪的六邊形風暴是如何形成的?為(wei) 什麽(me) 會(hui) 如此穩定?對此人們(men) 提出多種解釋,但至今仍無定論。 有人認為(wei) 六邊形星雲(yun) 的穩定性可能與(yu) 土星缺乏固體(ti) 地形有關(guan) ,地球上的風暴在遭遇地貌產(chan) 生的摩擦後會(hui) 被打亂(luan) ,而土星實際上是一個(ge) 龐大的氣體(ti) 球,所以造成風暴形態不容易變化。
2013年4月,NASA的卡西尼號土星探測器傳(chuan) 回了一張土星北極六邊形風暴的高清照片。經過精密的數學計算和推導,天文學家們(men) 發現,這個(ge) 六邊形風暴的寬度在2.5萬(wan) 公裏以上,而地球的直徑隻有12756千米,這意味著這個(ge) 風暴能夠並排放下4個(ge) 地球,比木星上的大紅斑還要讓人震撼。在暴風開始時,被暴風吞沒的地區麵積總和相當於(yu) 30個(ge) 地球的麵積。卡西尼探測器上發現,風暴中的風速已經達到了每小時322公裏。那麽(me) ,風暴是如何形成的?它存在了多久,並將持續多久?現在還沒有解決(jue) 這個(ge) 問題呢!
有一個(ge) 更可靠的推測是這樣的:這些風暴的形成,與(yu) 土星巨大的引力有關(guan) 。關(guan) 於(yu) 為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有規則的六角結構,科學家們(men) 完全不知道。我們(men) 從(cong) 1980年第一次發現土星風暴到現在,它持續活躍了幾十年。即使是地球上持續時間最長的台風,也隻能維持一個(ge) 月左右。我們(men) 很難想象是什麽(me) 讓這個(ge) 風暴,存在了幾十年甚至更久。
事實上,如果仔細觀察,就會(hui) 發現六邊形風暴。有著極其複雜的構造。它是一個(ge) 至少由七層雲(yun) 霧組成的多級結構。由雲(yun) 頂一直向上,一直延伸到300公裏的高度。表麵溫度極低的物體(ti) ,如土衛六或冥王星,也有雲(yun) 層分層。但沒有土星那麽(me) 多,層狀結構也比土星規則。
研究人員認為(wei) :這些雲(yun) 霧分布的規律,很可能是由於(yu) 垂直方向的重力分布所致。造成大氣密度和溫度的波動而形成的,這一現象在其他星球上也能看到,包括我們(men) 的地球。區別在於(yu) 這個(ge) 區域的重力波,可能來自六角形風暴本身,以及其周圍的噴流。不管是重力波還是噴流,其強度大且速度快於(yu) 地球。不但如此,當天從(cong) 卡西尼探測器傳(chuan) 回的探測數據還表明,六邊形風暴的一個(ge) 角的高度位於(yu) 土星的中高平流層,而另一個(ge) 角位於(yu) 雲(yun) 層的中低層。
所以這個(ge) 六邊形風暴,實際上,就像是是一座高聳的風暴建築物,垂直橫跨幾百公裏。
為(wei) 了更清楚地獲取這場六角風暴的具體(ti) 數據,卡西尼號探測器上的其他探測輔助設備,都長期對著土星這個(ge) 六邊形風暴。科學家們(men) 發現,卡西尼號的到達土星時剛好是土星的冬天。土星的北半球開始緩慢地形成許多風暴漩渦。在這一過程中,土星北極的六角渦旋也變得越來越明顯。
作為(wei) 一個(ge) 規則的球體(ti) ,科學家想從(cong) 土星的南極,看看能不能發現一些有用的數據。但是令人意外的是,土星的南極卻是風平浪靜的。由於(yu) 根本無法實地考察,再加上卡西尼號的局限性。現有的數據讓科學家們(men) ,根本無法解釋土星兩(liang) 極之間氣候如此不對稱的原因。
六邊形風暴的形成原因,我們(men) 現在也無從(cong) 得知。科學家們(men) 隻能通過現有的數據,提出一些合理的猜想。
在未來我們(men) 隻有對土星進行更加深入的探索,我們(men) 才能解開關(guan) 於(yu) 土星六邊形風暴,甚至整個(ge) 土星的秘密。
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