土星有第二个多边形。与 NASA/ESA 哈勃太空望远镜合作的天文学家报告称,一个 10 边形波(十边形)围绕着地球的南极,南极宽约 104,000 英里,每条右侧长 10,000 英里。它是它的几何对应物,尽管是自四十多年前航海者号观测土星北极以来围绕土星北极运行的六面平面的重复。发现者 美国宇航局 并在其发表的文章中详细说明 科学进步 9月初,由西班牙毕尔巴鄂巴斯克大学(UPV/EHU)的 Agustin Sánchez-Lavega 领导,合作者包括 NASA 戈达德太空飞行中心的 Amy Simon 和加州大学伯克利分校的 Mike Wong。
据报道,确切数字 太空网距离约为 104,250 英里(167,820 公里),每条边长约为 10,425 英里(16,782 公里)——数字必须保持宽松,因为该图案是移动大气中的波浪,而不是具有固定角度的绘制形状。就规模而言,整个结构可以吞噬数十个地球。它以南纬 63 度附近为中心,乘着快速的极地急流,它似乎正在增强而不是减弱。
当柱子重新出现在视野中时发生的情况的示例
之前没有人弄清楚这一点的部分原因是几何形状。土星轴的倾斜及其长轨道意味着每个极点都隐藏了多年;从地球上看,南极在大约 2012 年至 2023 年期间处于看不见的状态。卡西尼号任务于 2004 年至 2017 年绕土星运行,早期对南部进行了良好的覆盖,记录了南极的温暖极地涡旋和气旋,但与北部多边形与长寿的六岛不匹配。无论这个十边形是什么,它似乎都不是人们所期望的永久南方装置。
这条道路从爱好者开始。由澳大利亚特雷弗·巴里 (Trevor Barry) 和让·保罗·奥格 (Jean-Paul Auger) 等观察者在虚拟行星观测实验室协调下拍摄的地球图像显示了 2024 年和 2025 年南极的拟议结构——这种暗示在单幅图像中很容易被忽略,但在一系列图像中很难被忽视。回到哈勃档案后,研究小组发现了一种在 2023 年图像中已经非常微弱的模式,并在随后的几年中变得更加清晰。
这些哈勃框架来自 OPAL,西蒙领导的大气行星遗产计划。这就是 OPAL 存在的目的:使用广域相机 3 在相同的滤镜中年复一年地拍摄木星、土星、天王星和海王星的年度连续校准肖像,以便让变化显现出来,而不是在技术差异内。十年的相应图像就是“看起来像极点的东西”变成了具有可数边数的可测量的波。
十面,云层深处
十边形不是表面星座。这是与强大的向东急流相关的波的可见表现,研究小组发现它垂直传播穿过土星大气层的不止一层。其原因是微妙且令人满意的:当通过不同的滤镜对相同的特征进行成像时,其表观位置会略有变化。每个滤波器对雾和云的不同深度进行采样,因此取决于高度的形状似乎会随着波长的变化而变化。换句话说,多边形是一列,而不是贴花。
这是卡西尼号显示的最强烈的北六边形结构图像,其边缘在季节变化和大气颜色从蓝色到金色的变化中持续存在。这个六边形现在已经被追踪了四十多年——时间足够长,以至于行星科学家将它视为土星北部的一个奇怪现象。正如桑切斯-拉韦加在论文报道中阐述的那样,这项新工作的要点是,六边形可能不是一次性的:如果对极的喷流将自己排列成正多边形,那么在适当的条件下,土星大气层就会产生多边形,而不是一次性发生的事情。
差异也很重要。六边形乘十边形并不是外观上的差异;这种类型的波瓣的数量与传播它的射流的宽度、速度和角度有关,因此十边形意味着南方平面,与其北方兄弟不同。几十年来,实验室用旋转流体进行的实验已经产生了类似的多边形,其基本物理被认为涉及极端极流的不稳定性,但没有人声称已经解释了这种特殊的多边形。
为什么是现在以及持续多久?
开放式问题是有趣的问题。为什么这种模式出现在 2020 年代,而先前的卡西尼号南部调查没有发现类似的情况?这是季节性的,因为土星两极的阳光在其 29 年的轨道上缓慢旋转吗?它会像六边形一样塌陷成几十年不变的东西,改变其边数,还是完全瓦解?
这个答案正是需要 OPAL 的设计目标来提供:相同尺寸的使用寿命更长。哈勃的持续监测将能够追踪侧面是否变得清晰或模糊,以及整个图案是否纵向移动。詹姆斯·韦伯太空望远镜在红外波长下运行,可探测温度和更深层次的结构,可以测试这一特征延伸的距离。土星平面的数字模型必须同时复制对面半球的六边形和十边形。
目前的统计是简单且不完整的:在地球的南部平面上有一个十边形的波浪,大约 104,000 英里,似乎在不止一个地方这样做过。