原标题:Saturn北极有三个6边形漩涡

原标题:土星北极6边形:直上云霄

原标题:Saturn的陆边形风暴变得更始料未及了!

澳门金沙4787.com官网 1卡西尼号最终贰次中远距离飞掠土卫6。图片来自:NASA

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美利哥国家航空航天局的卡西尼号探测器,已经成功了最终3回与土卫陆泰坦的远距离约会,即将迎来它围绕Saturn最终2贰圈的天职最后章。

旋转中的土星北极六边形

Saturn北极有二个陆边形漩涡,直上云霄。制作:haibaraemily

眼看,Saturn环是Saturn标志性的特点。壮美的Saturn环为Saturn容颜加分不少,使其负有充足的本金去竞争太阳系最美行星的荣誉称号。

东京(Tokyo)时间12月二十5日14时0八分,卡西尼号探测器对土卫陆实行了第二二十二回,也是最后一回的中距离飞掠,从离开那颗卫星表面仅有97九公里的中度经过。

Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton
University

监制:中科院电脑网络新闻中央

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飞掠之后,卡西尼号传回了它拍录的图形和其它数据。卡西尼号上的雷达对分布在土卫6北极地区的碳氢化合物海洋和湖泊拍片了最后1组新的雷达影象,本周物经济学家将对那几个形象实行剖析切磋。那几个雷达影象覆盖的地方,从前被卡西尼号上的照相机拍照过,但不曾被雷达扫描过。雷达商量协会还布置利用这个新数据来第3回(也是终极1回)探测量土地卫6上部分小湖泊的吃水和化学组成,并寻找进一步的凭据来切磋被地教育家称为“魔幻岛”的这种不断转变的山势特点(详见《土卫陆泰坦惊现“魔幻岛”》)。

当卡西尼号探测器在201四年到达Saturn系统时,Saturn南半球正值夏天,而北极正值冬日。卡西尼号在Saturn的南极空间发现了三个广阔的,温暖的,高空漩涡,可是在土星的北极空中未有见到。

除去多姿多彩的环系,Saturn最令人着迷的或是正是北极的陆边形结构了。

除去Saturn环,土星还有贰个明明的脾性——土星北极的六边形沙沙尘暴。

NASA喷气推进实验室的卡西尼号项目地国学家Linda·施Peel克(LindaSpilker)说,“卡西尼号对土卫六的中远距离探测现在曾经变成过去,但探测器已经采集的雅量数码将给物工学家现在几10年的探讨提供资料。”

1项新的一劳永逸探究发现,当土星的北极近乎夏天时,Saturn的北极辈出了无不侧目的性状,盛名的Saturn6边形漩涡上方,出现了另一个六边形漩涡,物法学家们将其名字为塔状结构。这项研讨于12月117日在《自然通信》上公布。

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早在上个世纪八10时期初,盛名的旅客1号在拜访Saturn时就注意到那几个秘密6边形沙暴的存在,并在二十几年后拿走卡西尼号的证实。

澳门金沙4787.com官网 5卡西尼号最终3遍走近土卫陆时拍戏的图片,未经任何处理。图片来自:NASA/JPL-Caltech/Space
Science Institute

那是科学家们第二遍看见贰个北极漩涡在Saturn北极空间形成,那个气旋位于云层上方数百英里,那壹层称为平流层。

图:Saturn北极六边形。来源:NASA

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打开壮丽最后章

对土卫6的本次中远距离飞掠,也将卡西尼号探测器送上了富有戏剧性的结尾壹幕,称为壮丽最后章。随着探测器从土卫陆身旁经过,这颗卫星的重力弯折了卡西尼号的运营路线,轻微改变了探测器环绕Saturn的准则,让它不再从Saturn光环的外侧擦过,而是将从Saturn和光环之间通过二十三次,从八月2十二十六日上马。卡西尼号探测器将在十二月一三十一日跃入Saturn大气层,以那种能够推动充裕科学商量成果的章程,终结一切探测义务。

“本次飞掠土卫六之后,我们即正是投身到了壮丽最终章。”喷气推进实验室的卡西尼项目CEO厄尔·梅泽(Earl
Maize)说,“探测器现在早就进去了一条弹道轨迹,无论如何,就算今后不再行使推进器对运作轨道实行细微的调动,大家也依旧会在10月1231日跻身Saturn大气层。”

澳门金沙4787.com官网 7透过此次对土卫6的飞掠,卡西尼号实际桐月经踏上了最后2二圈环绕Saturn的准则。图片来源:NASA
Jet Propulsion Laboratory

在此次远距离飞掠土卫6的历程中,卡西尼号相对于Saturn的运作速度得到了大幅度面升高,时速大概提升了30玖八海里(确切来说,每秒的运行速度加快了860.伍米)。

飞掠土卫6后,卡西尼号继续前行滑行,在香港时间四月31日1壹:四陆抵达了它近来围绕Saturn轨道的最远点。那一点誉为远质心点,是卡西尼号环绕Saturn新一圈的启幕。从技术角度来说,卡西尼号的艳丽最终章就从这一刻开首,但思考到最终章真正令人开心的风云是一月2十三日卡西尼号从Saturn和光环之间第3遍越过,职分团队将把后人就是壮丽最后章的正规化起源来加以庆祝。

澳门金沙4787.com官网 8一月二十一日,卡西尼号将第一遍从Saturn本体和Saturn光环之间通过。图片来源:NASA/JPL-Caltech

探测器第3回穿越Saturn和光环之间,将产生在香江时间一月2113日一七时。在穿越时期,卡西尼号将与地球失去联系大概壹天时间,因为它将抓住前所没有靠近Saturn的火候开展正确考察。卡西尼号安插最早在新加坡时间7月2101日15:0伍与地球重新赢得有线国际电信联盟系。一旦有线电通讯建立成功,图片和别的数据飞速就将上马流传地球。

卡西尼职分的艳丽最终章将带给大家什么的视觉盛宴?大家拭目以待!(编辑:Steed)

根源U.K.莱斯特大学,那项研究的基本点我Leigh
Fletcher说:“当Saturn北极越来越暖和时,大家的确希望看到某种方式的漩涡,它的模样确实让人惊奇,三个不等的6边形漩涡在Saturn北极分裂中度形成。3个在云中,二个在高出的平流层。实际上那正是二个跨度数百英里范围的塔状结构。”

即便这些隐私的六边形总不随便揭破它的面罩**。**

卡西尼号是人类太空探索史上最光辉的探测器之1,200肆年中标进去Saturn轨道,在经历一3年的传说探测之旅后,于20一7年2月跌入Saturn大气,化作1颗流星,成为Saturn的1有的。卡西尼号向地球传回的雅量数据彻底改变了人类对Saturn的认识,其中自然包罗那个陆边形沙暴。

Saturn北极6边形漩涡于一九八〇年间由NASA的旅客号探测器第三回发现,并且被切磋了几十年,它是三个持续时间相当长的波,恐怕与土星的自转有关,那种气象在地球上也能见到,例如极地的激流(Polar
Jet Stream)。

一九八四年十月,旅行者二号探测器中距离飞掠Saturn,但及时并从未发觉北极有陆边形结构

下图是化学家利用卡西尼号传回的探测数据合成的Saturn6边形风暴动态变化的气象。请问是哪位道友在此渡劫?

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的确,旅行者二号立刻流传了千千万万含有了Saturn北极的肖像,但些照片并不是正对极区拍片的,由此不短一段时间里,人人都未曾从这么些被高度拉伸变形的北极照片中看出哪些…直到7年后。

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座落Saturn北极平流层6边形漩涡的亮度图

一9八九年,美利哥江山光学天文台的Godfrey重新处理了这几个照片[1],他将这么些照片双重投影和东拼西凑,才惊叹地觉察Saturn的北纬7七°周边居然有八个那样之大的6边形涡旋结构——

值得一说的是,当卡西尼号200肆年刚进来Saturn轨道时,Saturn北半球正值九冬,超低的温度限制了卡西尼号对6边形沙暴的探测。

Credit: NASA/JPL-Caltech/University of
Leicester/GSFC/L.N. Fletcher et al. 2018

每条边长达1.3八万英里,比地球的直径还要长

而Saturn的一年一定于地球的30年,直到2014年土星北半球进入清夏,卡西尼号才能够对陆边形沙飓风展开深切探测。有趣的是,卡西尼号瞥见了贰个忽然的场馆,使得Saturn陆边形龙卷风变得尤其奇怪。

Saturn的两极不1样,当Saturn南极正在夏日时,南极上空的云中以及云顶都并没有陆边形的涡旋。

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摸底Saturn的北极涡流为什么具有陆边形结构,深层大气怎么着影响高层环境,化学家们对此很感兴趣,并打算查明大气层中的能量是何等传播的。再次来到天涯论坛,查看越来越多

图:“拼图”里发现的Saturn北极陆边形。来源:参考文献[1]

据方今颁发在《自然通信》的一项商量介绍,地工学家通过分析卡西尼号的探测数据发现,在Saturn六边形台风上方还设有一个重型龙卷风,而且依旧也是六边形的。

责编:

久而久之的四季

原来的6边形龙卷风藏身于Saturn大气深处,而新意识的陆边形台风则盘旋在Saturn大气上部的平流层中。

那Saturn的南极有未有类似的结构吧?这时候还不知晓。

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因为旅行者二号飞过Saturn时,正逢Saturn南半球的冬辰——整个南极都淹没在一片黑暗之中。

不必置疑,那项新意识牵引出了一多重难点。比如,Saturn有什么特殊之处,怎么着在北极区域创设出这几个新奇的6边形台风?再者,多少个陆边形风暴之间存在哪些联系?希望在卡西尼号遗留的数额中可见找到壹些线索吧!

而游客二号的清规戒律规划只是飞掠而过,看完这壹眼就再也并没有回头。

来源:三体迷回来今日头条,查看更多

科学,遥远的土星有某个和大家的地球挺像的,那就是自转轴倾角(也正是自转轴和公转轨道面包车型大巴夹角)都以20多度,这意味Saturn和地球一样,也有醒目标四季更替,南北极也有极昼和极夜——只不过,土星的一年差不离有2玖.四个地球年那么长,也正是说,Saturn上的各类季节,是地球的30倍长。

责编:

自然,后来等到Saturn的南极从威尼斯绿中露出脸来,1些地基天文望远镜和哈勃空间望远镜都对Saturn的南北极举行过旁观,然则,南极并不曾这么的陆边形涡旋,唯有三个伟人的圈子的涡旋。

也正是说,Saturn北极的6边形结构不管是在太阳系中,依然在Saturn上,都以绝世的。

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图:卡西尼号拍片的Saturn南极和北极。南极有叁个壮烈的圆形涡旋,而北极则是贰个安定的陆边形结构充足极点三°附近的一个袖珍涡旋。来源:NASA

然而,依然出于土星的浮华超长版四季,大家很难持续跟踪Saturn南北极涡旋随季节的转移,不要说一个土星年了,跟踪半个Saturn年(1四.玖个地球年)都很难。

以至卡西尼号探测器的到来。

19玖七年3月四日,卡西尼号发射于美利坚合资国卡纳维拉尔角。

200四年七月27日,卡西尼号成功进去Saturn轨道,那时北半球的亚岁(贰零零四年五月)刚过去不久。

今后,卡西尼号初始了长达一三年的土星探测,刷新了我们Saturn、Saturn环系和Saturn的多颗卫星的认识。

直接到201七年十二月1216日,一年前的明日。

为了幸免由于规则失控制污染染了Saturn的卫星们(特别是土卫二那样可能装有生命存在条件的卫星),卡西尼号选用趁燃料还未耗尽之时主动撞向Saturn大气层坠毁来停止职务。

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图:卡西尼号停止职分。来源:NASA

在那1三年里,卡西尼号是叱诧整个土星系的王者。

在这一三年里,卡西尼号也幸运地见证了Saturn的南半球如何从深秋进入清祀,而北半球又是何等从隆冬进来初冬

咱俩总算有了足以频频观测Saturn北极陆边形随季节变化的机遇。特别是透过卡西尼号的复合红外光谱仪(CIXC90S)这些大杀器,它一定于是一个高阶版叁棱镜,能够捕捉和分解近红外非时域信号,分析不相同波长的辐射强度和见仁见智化学成分的含量变化。

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图:卡西尼号的协会和它辅导的复合红外光谱仪(CI酷路泽S)。来源:NASA

北极:从冬季到仲春

Saturn北极的陆边形结构发生在哪个地方吗?从前以为,在Saturn的对流层

和地球相似,对流层是Saturn最底部的大气层,Saturn的云都在那一层里。随着压强增添,从对流层顶部往下有三种分歧的物质凝结成云:最上层是氨的冰,中间是氢硫化氨的冰,最下层是水冰。

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图:Saturn的对流层和平流层。改编自:©
201一Pearson 艾德ucation, Inc

澳门金沙4787.com官网,英帝国莱斯特大学的弗莱彻小组通过跟踪卡西尼号200四-2014年的探测数据,发现从2006-201叁年初的土星北极亮温图中,北极的陆边形结构和终点的小漩涡在**对流层**中都稳定存在[2]。

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图:卡西尼号的复合红外光谱仪(CI凯雷德S)获取的Saturn北极对流层的亮温图。可是需求注意的少数是,那里的“亮温”,其实是一种对辐射强度的如出一辙表达,所以尽管是“温度”,但实际并不是以此区域的其实温度。来源:参考文献[2]

而与平流层的自己检查自纠亮温观测也更为求证,以此6边形确实在对流层,因为平流层的亮温图里就从未看到其余六边形的印痕

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图:卡西尼号的复合红外光谱仪(CI哈弗S)获取的Saturn北极平流层的亮温图,未有看到任何陆边形的概略。来源:参考文献[2]

但Fletcher小组也意识,从冬天(200肆年)到春日(201四年)这一中间,北半球表现出的季节性别变化化实在并不明明:纵然北半球如预期一样在逐年变暖,但完全比不上卡西尼任务早先叶段观测到的南半球早春时那么的能够温度变化[2]。

也正是说,在这几个北半球即将赶到的伏季,也正是卡西尼义务最终的几年时光里(2014–二零一七年),Saturn的北极或然会忽然变得龙精虎猛。

化学家们着急地守候着卡西尼号用最终的时刻来交付答案。

朱律的平流层:“另3个陆边形”?

201柒年七月,Saturn北半球的大暑按时到来。

20壹柒年十月,卡西尼号截至职责。

最近,Fletcher小组继续分析了卡西尼号最终几年的观看比赛数据,结果不仅补充了卡西尼长达一3年的极区跟踪观察的结尾一点空白,还发现了越来越大的惊喜:

Saturn北极的平流层在春夏之交也突然初始显现出了和对流层6边形一样的陆边形结构!那一结实刊登于二零一八年一月二十七日的《自然·通讯》杂志[3]

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图:卡西尼号的复合红外光谱仪(CIRS)获取的Saturn北极平流层的亮温图,从201四年5月那张初阶能够看出亮温差距的6边形轮廓,红圈标出的是六边形概况最显著的几张。来源:参考文献[3]。

那么些平流层中的陆边形会不会是温馨单独演进的?恐怕性极小,因为它和对流层这么些6边形太像了,很难想象在云谲波诡的Saturn大气层中,会在同一个人置的不相同中度独立演进七个相同的构造。

更也许的是,土星极区的6边形结构并不独局限在对流层,而是穿破了对流层与平流层的界限(也便是对流层顶),一贯延伸到了平流层——

那是多个高达300英里的6边形高塔,从云层中矗立出来。

不过,其一夏日才显现出来的平流层6边形结构是直接就有的吧?**大家还不能够分明。**由于201四年以前的平流层数据实信号较弱,所以物艺术学家们近年来还不可能承认那几个平流层的陆边形塔到底是由于季节变迁到了春夏才“升上来”的,依然一向就矗立在那里。

北极漩涡:好像真的比南极弱一点?

纵然Saturn北极的6边形涡旋在卡西尼任务的末梢几年里的确变得尤其活泼了,但尽管在“巅峰”时代,Saturn北极温度和风的转移依旧未有达到南极“巅峰”时的水准,北非常的大气中的一些碳氢化合物的周旋含量(越发是乙烷、丁烷甲基二十烷、二甲苯、丁二炔和二氧化碳)也远小于南极,那代表土星的北极涡旋或者确实未有南极漩涡发育得那么“成熟”

那倒也简单驾驭,究竟北半球的夏尼桑生在远日点左近,而南半球的夏天则发出在近期点周边,南北极在夏日的能量积累处境有所区别

一面,大家对南北极气旋还有太多不领悟的地点。固然我们早就精晓,Saturn北极的陆边形结构是与自转相关的极区急流引起的,知道南北极气旋的龙腾虎跃会陪伴着温度的上涨和多量中碳氢化合物的雄厚,但更切实的变异体制还不掌握。除了季节(光照)因素之外,还有很多要素会影响大气的温度和活动状态,例如大气下沉引起的热度上升、大气成分变化、拾伍烷和102烷那类冷却剂的熏陶、大气层中的霾/气溶胶的熏陶…那些大家都还远远不可能深入摸底。

诸如本次的研究还发现,在平流层较低的岗位(贰mbar到拾0 mbar的冲天之间)(越高的地点气压越小,1bar也正是地球上的一个标准大气压),北极的观看温度与从前的论争推测比较吻合,而南极的体察温度却完全比理论值偏高,那表示作者们事先对Saturn大空气温度度的理论估摸中漏掉了某种只有南极才有的热源,也代表大家对极区温度变化学工业机械制的知晓是不完备的。

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图:南北极的温度随中度变化曲线,灰白实线和虚线是辩论值,彩色是实在观测值。来源:参考文献[3]。

再有1种可能是,北半球在小暑之后还会连续变活跃,甚至会没完没了到大雪。大概说,北半球活跃期的终极还尚未完全到来

但很可惜的是,卡西尼号未有机会证实那一点了

莫不接下去的地基天文望远镜和空间望远镜能够做肯定的两次三番跟进观测。

比如说…作者在终极表示,也足以期待万年跳票的詹姆士韦伯望远镜啊。(你们是认真的么?

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后 记

算是发现原来二回推送可以发两篇作品!于是明日推送的第叁篇文章补发了二零一八年二月头阵于博客园专栏的关于卡西尼号壮丽终章的牵线。

二〇一八年的今日,也正是卡西尼号坠毁的那天对蒙酱也是个基本点的小日子,那是自个儿博士完成学业典礼日子。当时写了一篇半是怀想卡西尼号,半是挂念本人的文章:卡西尼号||1眼二十年。

小日子荏苒,匆匆又是一年。

隙中驹、石中火、梦中身。

至于小编

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灰原哀博士(haibaraemily),从事行星科研,本公众号主页君。越来越多优异,欢迎关心群众号~

知乎、微博、果壳:@haibaraemily

参考文献

[1] Godfrey, D. A.(1988). A hexagonal
feature around Saturn’s north pole. Icarus, 76(2), 335-356.

[2] Fletcher, Leigh N.,et al. “Seasonal
evolution of Saturn’s polar temperatures andcomposition.” Icarus 250
(2015): 131-153.

[3] Fletcher, L. N., Orton, G. S.,
Sinclair, J. A., Guerlet, S.,Read, P. L., Antuñano, A., … & Hurley, J.
(2018). A hexagon in Saturn’snorthern stratosphere surrounding the
emerging summertime polar vortex. Nature communications, 9.

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