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土星的巨型风暴、隐藏的光环和奇异的卫星

从近距离和远距离对土星的观测揭示了这颗行星上惊人现象的复杂动力学。

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就像古罗马的农神节一样,那时主人和奴隶会交换角色,最近围绕土星的热议主要集中在其卫星上,而不是这颗巨大的行星。而且理由很充分:这些卫星中最大的、直径 3200 英里的泰坦(Titan)拥有一层可能与其年轻时的地球大气层相似的大气层,而直径 300 英里的恩塞拉多斯(Enceladus)则拥有地质活跃的表面。另一颗土星卫星,具有两面性的伊阿珀托斯(Iapetus),以一个明亮的半球和一个漆黑如炭的半球困惑着天文学家。但来自卡西尼号(Cassini)探测器(其任务已延长至 2017 年)的最新图像将土星本身重新带回了聚光灯下,为我们提供了关于这颗行星强大天气模式及其壮丽光环结构的最新信息。主要的光环被指定为 A、B 和 C(从最外层光环向内延伸)。

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NASA/JPL/Space Science Institute | NULL

留意空隙 大多数土星光环之间的空隙是由卫星造成的。就像河床中的一块巨石会搅动周围的环形物质流一样,卫星的引力也会在其周围的环形物质流中产生一个尾流。2006 年,卡西尼号 发现了 由此前未探测到的、围绕 A 光环运行的微小卫星造成的足球场大小的尾流。这张图像来自土星 2009 年晚些时候的春分,当时光环边缘朝向太阳,呈现出异常黑暗的外观。

恶劣天气 土星大气中的氨和冰组成的云层会产生持续数周或数月的巨大闪电风暴。在其任务早期,卡西尼号就开始利用其无线电设备探测土星上的闪电,但最近该探测器发布了 另一颗行星上闪电的首个视频,展示了 2009 年一次 10 个月风暴产生的 190 英里长的闪电。

年轻的伴侣 土星的光环由水冰颗粒组成——通常大小从几英寸到许多英尺不等——这些颗粒不断聚集又分散。这些颗粒令人难以置信的光亮让一些天文学家怀疑光环比这颗行星年轻得多:如果它们很老,就会被陨石撞击积累的碳弄暗。2017 年,卡西尼号探测器将穿过这颗行星和其最内层光环之间,这应该会揭示关于光环年龄和成分的大量信息。

看不见的光环 卡西尼裂缝——土星宽阔的 A 和 B 光环之间的一片黑暗地带——看起来是空的,但它实际上是一个独立的环,只是粒子较少。NASA 的旅行者号发现了这些隐藏的物质,而卡西尼号探测器显示了其中以前未见的细环和缝隙。其中一些缝隙的原因尚不清楚;1 月份,一组天文学家 提出,它们是由巨大的、附近的 B 光环中的粒子引力造成的。

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