289681.92米高？土星的奇異六邊形

一項新的研究表明，圍繞土星北極旋轉的怪異六邊形比科學家們想像的要高得多。研究人員普遍認為，這個2萬英里寬（約3.2萬公里）的六邊形是一種低空現象，僅限於土星對流層的雲層，新研究表明：這種奇怪的結構實際上在雲層頂部上方180英里（289681.92米）處延伸到平流層，至少在北方的春夏兩季是這樣。六邊形包圍著位於北極一個較小的圓形漩渦，它已經存在了至少38年；美國宇航局旅行者1號和旅行者2號飛船分別於1980年和1981年在土星附近飛行時發現了這個尖角特徵。

這張由卡西尼號軌道飛行器拍攝的土星著名北極六邊形照片於2012年首次發布。圖片：NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University

博科園-科學科普：科學家們從2004年開始對六邊形進行更詳細的觀察，當時美國宇航局的卡西尼號宇宙飛船開始圍繞這個環形行星運行。但卡西尼號的六邊形觀測結果在它到達後的十年間幾乎都局限於對流層；直到2009年土星的北部才迎來了春天，而平流層的低溫繼續影響探測器複合紅外光譜儀(CIRS)在接下來的五年里的測量。來自法國動力氣象實驗室的研究合作者Sandrine Guerlet在歐洲航天局(ESA)的一份聲明中說：從2014年起，我們首次能夠使用CIRS儀器來探測北部平流層。

這些觀察結果現在得到了新的分析，還透露了一個驚喜：雲層上方有一個熟悉的形狀。隨著極地渦旋變得越來越明顯，注意到它有六邊形的邊緣，並且意識到看到先前存在的六邊形高度比之前想像的要高得多。研究小組在新研究報告中寫道：平流層六邊形的形成似乎與季節變化帶來的變暖有關。事實上，卡西尼號在土星早期發現了一個在南極上方的漩渦，當時這個半球正在享受夏天（土星繞太陽公轉需要30個地球年的時間，所以環繞土星的季節各持續7.5年左右）。但南平流層渦旋並不是六邊形的，就這一點而言，也不是在對流層雲層中圍繞南極旋轉的漩渦。

土星北極平流層六邊形渦旋的亮度圖，由卡西尼號飛船上的複合紅外光譜儀觀測到。從左至右，面板日期為2013年8月17日;2014年10月18日;2016年6月9日;2016年9月20日(上排)2016年11月8日;2017年2月12日;2017年4月17日;2017年8月26日(最下面一行)。圖片：NASA/JPL-Caltech/University of Leicester/GSFC/ L.N. Fletcher et al. 2018

英格蘭萊斯特大學的研究前導利弗萊徹(Leigh Fletcher)說：這可能意味著土星的兩極之間存在一種基本的不對稱性，目前尚無法理解。或者它可能意味著在卡西尼(Cassini)自墜毀後的最後觀察階段，北極漩渦仍在繼續發展。這一自墜毀發生在2017年9月15日，當時任務小組成員駕駛卡西尼號進入土星大氣層墜毀燃燒。這顆長壽的人造衛星燃料不足，研究小組希望確保卡西尼號不會用來自地球的微生物污染土星的衛星泰坦和土衛二——這兩顆衛星都可能支持我們所知的生命。

南北之間的不對稱只是科學家們正在研究一個與漩渦有關的謎題。另一個是北部地貌的驚人形狀：尚不清楚為什麼急流會形成六邊形。例如地球的噴射流沒有做過這樣的事情。耗資39億美元的「卡西尼號」任務是由美國宇航局、歐洲航天局和義大利航天局共同完成。2005年1月，「惠更斯號」探測器也在土衛六表面著陸。正如這項新研究顯示的那樣，儘管惠更斯號和卡西尼號軌道飛行器已經不在我們身邊，但在任務期間收集的數據仍然可以幫助我們解開這個環狀行星上一些令人費解的謎團。

卡西尼的六邊形灰度圖，攝於2016年末。圖片：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

「卡西尼號」宇宙飛船繼續提供新的見解和發現，直到最後。如果沒有像「卡西尼」號這樣有能力的航天器，這些謎團就不會被揭開。「它展示了一個國際團隊將一個精密的機器人探測器送往一個以前沒有探索過的目的地所能完成的任務——即使任務本身已經結束，其結果也會源源不斷，這項新研究於2018年9月3日發表在《自然通訊》（Nature Communications）上。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《Nature Communications》｜文：Mike Wall/Space｜DOI:doi.org/10.1038/s41467-018-06017-3

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