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土星风暴将热量提升到极致

了解一场巨大的风暴如何席卷土星,在其北半球形成了一个前所未有的高温涡旋。

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2010 年底,业余天文学家在土星上发现了一个白点——一个正在北半球形成的巨大风暴。风暴迅速增长,几周内就膨胀到了难以置信的大小,远超我们的整个地球。土星大气中的风将风暴撕扯开,使其仍在肆虐的同时被撕裂,三个月后,风暴已经完全环绕了整个行星,绵延 300,000 公里(180,000 英里)——相当于地月距离的 3/4!到了 2011 年年中,风暴已接近平息——卡西尼号探测器拍摄的环绕这颗带环行星的图像中仍然可以看到其残迹——但其威力已大不如前。然而,风暴仍留下了最后一个惊喜。卡西尼号以及地面望远镜在红外线下的观测显示,这场风暴不仅规模巨大且剧烈,还形成了一个涡旋(如果你愿意,可以理解为风暴中的风暴),使得温度升高——当然,这对于严寒的土星来说是“热”的。在这个系统的中心,温度升高了惊人的80° 摄氏度——这温差就像从阿拉斯加安克雷奇的隆冬进入撒哈拉的盛夏!

这里的图像 [点击放大] 来自智利的甚大望远镜,是在红外线下拍摄的,涡旋中的热量相当明显。请注意,它并非像火风暴那样炙热:最高温度仍然是寒冷的 -150° 摄氏度,但与土星通常的 -220° 左右相比,这已经相当“热”了。温度的升高是出乎意料的。通常情况下,这种现象的温度升高大约在 20° 左右,但这并不是一场寻常的风暴。显然,这个热点最初是由可见光风暴产生的两个独立的涡旋形成的,它们以略有不同的速度在行星周围移动。最终,它们合并形成了一个巨大的涡旋,在其最大时期,直径超过 62,000 公里(38,000 英里)。有趣的是,它在可见光风暴消退的同时达到了这个尺寸。这里有一个来自美国宇航局戈达德太空飞行中心的视频,其中行星科学家 Brigette Hesman 描述了这一事件。

[embed width="610"]http://www.youtube.com/watch?v=O7O8Hsuxjyo[/embed]

像所有拥有活跃大气的行星一样,土星上的风暴很常见,但如此巨大的风暴却是前所未见的。我可以说,在风暴爆发时恰好有卡西尼号探测器绕行星运行是幸运的,但运气与此关系不大:正是辛勤的工作和奉献才让我们获得了如此景象。卡西尼号是一台设计精良的机器,它在遥远行星的轨道上运行了近八年,几乎完美无缺。它的设计和发射历时数十年才完成,光是到达土星就花了七年时间。我的观点是?幸运之神眷顾那些做好准备并为罕见情况做好规划的人。像这样的风暴可能并不常发生,但我们通过卡西尼号以及天空中众多时刻关注着它的地面望远镜舰队做好了准备。……说了这么多,我还要指出一个讽刺之处:尽管卡西尼号就在那里,但它并没有首先发现这场风暴。为什么?因为土星系统太广阔了!风暴迅速爆发,而卡西尼号忙于观测土星环和卫星,因此错过了风暴的诞生。这并不是卡西尼号或其设计者和使用者方面的失误:相反,这应该被视为一个号召,呼吁我们向太阳系中更多的航天器、更多的探索者,去观测所有无数的世界。当我看到这样的图像和科学发现时,我充满了敬畏和喜悦,但我也被一个不容置疑的想法所困扰:我们还错过了什么?图片来源:Leigh N. Fletcher,牛津大学,英国,以及欧洲南方天文台;NASA/JPL-Caltech/SSI


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