卡西尼號壯麗的終章,第一部分:掠環飛行與湍流

壽命悠久的太空任務即將與氣體巨行星土星展開大膽的告別之舞

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很難相信卡西尼號任務於 2004 年 7 月抵達土星及其衛星。更難以想象的是,這個非常成功的機器探測器現在只剩下不到一年的壽命。

大約在 2017 年 9 月 15 日,這個 2000 公斤重的軌道飛行器將衝入土星的上層大氣層——這是一個破壞性的結局,但會產生新的資料,同時確保我們對這個星系的訪問幾乎不會汙染像冰冷的衛星恩克拉多斯這樣的原始環境。

但在那之前,卡西尼號正在與土星進行一場壯麗的告別華爾茲。首先進行一系列 20 次跨極軌道飛行,這些軌道也會穿過土星主環外側的空間(所謂的 F 環軌道),之後卡西尼號將轉向一組 22 次軌道飛行,使其最接近點越來越靠近這顆氣體巨行星——實際上是環內。此動畫分別以綠色和藍色顯示了這兩個軌道族。


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圖片來源:NASA/JPL-Caltech

目前,卡西尼號正處於其第二次掠環軌道(綠色軌道)之中。這種軌跡已經使任務能夠捕捉到一些我們見過的最詳細的土星北極影像。這些影像顯示了上層大氣中巨大的六邊形形狀——這是氣體團之間以非常不同的速度迴圈的湍流的可能結果

我們對這種結構的理解仍然不完整,但自 1980 年代初的旅行者號飛掠以來,這個六邊形一直存在。六邊形的每一邊都大約有地球那麼大。

卡西尼號拍攝的土星北極區域影像。圖片來源:NASA、JPL-Caltech 和空間科學研究所

這些極地照片也讓人想起朱諾號最近拍攝的木星兩極影像。我們許多人聯想到氣體巨行星的巨大環狀大氣層,演變成了一系列看起來像氣旋的小結構。

不同波段的光揭示了極地六邊形特徵有多麼強烈。在下面的影像中(從左到右)是卡西尼號在紫色(420 奈米)、紅色、近紅外(728 奈米)和紅外波段的資料。這些探測了大氣中不同的深度和化合物。

四個波段,北極。圖片來源:NASA、JPL-Caltech 和空間科學研究所

這是一個壯麗的終章的良好開端。期待在未來幾個月看到更多。

 

 

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