本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
正如我們地球的某些地區有季風季節或龍捲風季節一樣,土星也有自己的風暴季節。
大約每隔一個土星年(相當於大約 30 個地球年),一場巨大的、翻滾的風暴就會席捲土星北半球的雲層,有時像一條帶子一樣環繞整個星球。這些風暴持續幾十天甚至更久,最早的記錄可以追溯到 1876 年。
有記錄的第六次土星巨型風暴來得有點早,在 2010 年底爆發,距離上次風暴僅 20 年。這個時機對行星天文學家來說非常幸運,他們目前有一個名為卡西尼號的專用軌道飛行器駐紮在這個環形行星。可以說,卡西尼號的“場邊席位”讓美國宇航局的探測器欣賞了一場精彩的表演。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過
支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和思想的有影響力的故事的未來。
一項總結卡西尼號對土星巨型風暴的觀測的新研究增加了越來越多的證據,表明這並非一次普通的爆發。 2010 年的風暴一直持續到 2011 年——持續時間大約為 200 天,是記錄中最長的此類風暴。它產生了一個前所未有的漩渦,幾乎可以吞噬整個地球。它一直持續到風暴的頭部繞行星前進,追尾了移動較慢的漩渦;它們的碰撞似乎終止了風暴的大部分活動。
卡西尼號用其相機以及無線電和等離子波科學儀器詳細記錄了這場風暴,該儀器探測到了雲層中閃電的靜電脈衝。漢普頓大學的行星科學助理教授 Kunio Sayanagi 和他的同事在一項研究中描述了這些觀測結果,該研究將發表在期刊《伊卡洛斯》上。
Sayanagi 和他的合著者報告說,這場有時被稱為“大白斑”的風暴始於 2010 年 12 月 5 日,一直持續到 2011 年 6 月 20 日,儘管風暴的終點有些模稜兩可。儘管如此,這場風暴的持續時間還是大大超過了 1903 年持續了 150 天的土星大風暴。
最新的風暴以帶狀形式在土星上穩步蔓延,最終在北緯 33 度環繞了整個星球。風暴的前方是一個快速移動的明亮特徵,閃爍著閃電活動,稱為“頭部”,後面跟著一個巨大的旋風漩渦,它也在 12 月形成,最後是“尾巴”,即湍流雲。研究人員報告說,到 1 月份,該漩渦已增長到一個巨大的漩渦,寬 12,000 公里,大約是地球的直徑。研究作者指出,這被認為是土星對流層中記錄到的最大漩渦,儘管他們指出,最近在土星平流層(大氣層較高層)探測到的一個更大的漩渦——大約 50,000 公里寬。
這兩個漩渦很可能是由同一場風暴引發的,“最有可能的結果是‘行星打嗝’——一股溫暖的氣團從深處上升並在大氣層中自身捲曲,”Sayanagi 說。“似乎漩渦垂直剪下成兩個部分,我們在可見[光]中看到的對流層漩渦,以及其他研究人員在紅外輻射中記錄的平流層漩渦。”
到 2011 年 6 月,風暴的快速移動的頭部已經繞行星轉了一圈,基本上追尾了對流層漩渦,導致了一場有效地結束風暴的碰撞。閃電變得斷斷續續,構成頭部的明亮雲層消失了。然而,基於過去超級風暴的情況,研究人員預測,“大白斑”的後果將繼續擾亂土星的大氣層數年——甚至可能長達十年。