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轰然开始,氨气消散:土星奇特的百年风暴

新的无线电观测表明,在土星的米色外表之下,隐藏着一个拥有自身强大节奏的风暴系统。

作者:Matt Hrodey
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卡西尼号航天器于 2011 年拍摄的土星超级风暴图像。来源:NASA/JPL/Space Science Institute

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木星的大红斑是一个在太阳系中找不到已知同类物的异常现象。强大的反气旋在行星赤道下方搅动,产生估计风速在每小时 270 到 425 英里之间的风。虽然它近年来有所缩小(直径仅比地球稍大),但它可能在不久的将来不会消失。

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至少从 1831 年业余天文学家 Samuel Heinrich Schwabe 首次观测到这场风暴以来,这个斑点就一直出现在木星上。

土星相比之下,外观有些单调,也缺乏一个持续存在的斑点。但是,一项最新研究揭示了其大气层令人惊讶的活跃内部的细节。与木星一样,风暴也在土星上留下了印记,改变了其化学成分多年。

土星的风暴

虽然土星的大型风暴不像大红斑那样持久,但它们却以戏剧性的方式席卷着这颗有环行星。每隔 20 到 30 年,它们就会像巨大的飓风一样爆发,并围绕着行星旋转,尽管没有人确切知道是什么原因造成的。最近一次这样的超级风暴发生在 2010 年,持续了六个多月,卡西尼号探测器得以对其进行研究。

科学家们预测,下一次风暴将在 10 到 20 年后发生。与此同时,来自加州大学伯克利分校和密歇根大学的两位机构的天文学家正在研究这些强大风暴的长期影响。与大红斑一样,它们对它们所处的星球产生了持久的影响,尽管你需要特殊的设备才能探测到它们。

这项新研究依赖于 2015 年从卡尔·G·詹斯基甚大阵列射电望远镜获得的观测数据,这大约是在超级风暴发生四年后。结果令人震惊,让研究人员能够深入了解土星的云层,这些云层似乎受到了干扰。这场风暴导致氨气蒸气沉淀到较低的层次,这可能会持续数百年。

该团队还确定了数个可能已在土星赤道肆虐了数百年的小型风暴。

两个世界

天文学家说,土星的史诗般的风暴以其独特的方式而闻名,尽管它们缺乏大红斑那种特殊的红色。这颗有环行星的风暴才是真正的风暴,不像木星的“对流层异常”,后者表现为深浅不一的大气带。

科学家们尚未解释为何每颗气态巨行星上的扰动会以如此不同的方式呈现。

未来的研究可能会更多地依赖射电望远镜,它们能够揭示可见光下看不到的土星大气层的变化。

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“尽管在可见光波长下看起来平淡无奇,但土星的不同纬度在无线电辐射方面显示出巨大的差异,”这篇新论文写道。

射电波有助于揭示“气态巨行星大气层在宏观和微观尺度上的热量传输、云形成和对流,”加州大学伯克利分校的天文学和地球与行星科学教授 Imke de Pater 在一份声明中表示。

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阅读更多:土星环形成于行星之后很久


  • Matt Hrodey

    Matt是DiscoverMagazine.com的特约撰稿人,他关注人类意识研究的新进展和太空科学中的重要问题——包括我们的宇宙是否存在于黑洞之中。Matt之前曾发表在PCGamesN、EscapistMagazine.com和Milwaukee Magazine上,他在后者担任了六年的编辑。

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