科学家们揭示了土星北极的令人惊讶的特色

来自美国宇航局的Cassini Mission的这一丰富的景色是土星北极独特的六面喷射溪流的最高分辨率视图,被称为“六角形”。学分:NASA / JPL-Caltech / SSI /汉普顿大学

长期的国际Cassini Mission揭示了土星北极极为夏季的令人惊讶的特点:夏季附近:一个变暖,高空漩涡,具有六角形,类似于在土星的云层深入下降的着名六角形。这表明下高度六边形可能会影响上面发生的事情,并且它可能是跨越数百公里的高耸的结构。

当Cassini于2004年抵达Saturnian系统时,南半球正在享受夏季,而北部则在冬天。宇宙飞船在土星的南极窥探了一个广泛,温暖,高空的漩涡,但没有在地球的北极。

现在,新的长期研究已经发现了在大气中形成高的北部极地漩涡的瞥见,因为土星的北半球接近夏季。这种温暖的漩涡坐在云层上方数百公里,在一系列被称为平流层的大气层中,并揭示出意外的惊喜。

“这个新发现的漩涡的边缘似乎是六角形,精确地匹配着一个着名的和奇怪的六角形云模式,我们看到了在土星的大气层中更深入下来,”英国莱斯特大学的Leigh Fletcher表示新的研究。

“虽然我们确实希望在Haturn的北极中看到漩涡,因为它在升温时,其形状非常令人惊讶。六边形已经自发地催生,并且在两个不同的海拔地区,云中一个较低,平流层中的一个高,或者六边形实际上是跨越数百公里的垂直范围的高耸的结构。“

土星的云水平举办了大部分地球天气,包括预先存在的北极六角形。这项功能是由NASA的Voyager SpaceCraft在20世纪80年代发现的,并已研究几十年;它是一种持久的浪潮,可能与土星旋转绑定,在诸如极性喷射流之类的结构中也看到的一种现象。

Cassini通过Cassini详细揭示了它的性质,该性质在多个波长中观察到它 - 从紫外线到红外线 - 使用包括其复合红外光谱仪(CIRS)的仪器。然而,在任务开始时,这乐器无法在北方平流层中进一步同行,这在158摄氏度左右的温度 - 对于可靠的CIRS红外线观测,大约20度太冷 - 留下了许多人的高度区域相对未开发的年。

土星北极的平流层六角形涡旋的亮度地图。

“一年的一年跨越大约30左右的冬季,所以冬天很长,”加入法国的LaboratoiredeMétéorologieMavicique的共同作者Sandrine Guerlet。

“土星只开始于2009年从北冬的深处出现,并随着北半球接近夏季的北半球逐渐加热。”

在土星的氛围中发挥的奇怪过程加速了这种变暖:随着空气在北极沉没时,上六角形越来越快地变暖,空气运输向下使几种较小物种更加浓缩。增加的温度允许荧光剂和同事研究红外光的极性漩涡。

“我们能够使用CIRS仪器首次探索北方平流层,从2014年开始,”添加了Guerlet。“由于极地漩涡变得越来越明显,我们注意到它有六角形边缘,并意识到我们看到预先存在的六角形高于先前的思考。”

这表明土星的两极表现得非常不同 - 南极没有六角形,无论是云层还是上面,当在南夏南部的Cassini在Cassini的使命开始时观察到。北部涡旋也无处可行,因为它是南部漩涡的成熟,因为它是较冷的,并且从其南方的同行中显示出不同的动态。

“这可能意味着土星在土星的杆之间存在基本的不对称,我们尚未理解,或者它可能意味着北极漩涡仍然在我们的最后一个观察中发展,并在Cassini的消亡之后保持这样做,”加弗莱彻。Cassini Mission于2017年9月结束。

在云层上方有数百公里的土星北方平流层的六角形的存在表明,在煤气巨头的氛围中游戏中的动态有更多的要了解更多。

土星的六角形,灰度。

一定的高耸入六角形结构,延伸通过大气层的延伸,这将不太可能与海拔高度相当变化。然而,通过研究北部地区的大气性质,弗莱彻和同事还确定了像六边形一样的波浪应该无法向上传播 - 它们应该继续陷入云层中,如前所述。

“波浪”信息“可以通过一个名为envanceence的过程泄漏的一种方式,其中波浪衰减高度但是仍然足够强大,仍然坚持到平流层,”弗莱彻解释。“我们只是需要了解更多。我们令人沮丧的是,我们只在卡西尼队的寿命结束时发现了这种平流层六角形。“

了解土星的北极漩涡假设六角形的方式和为何将阐明在气氛中如何更深的现象可以影响上面的环境,这对科学家来说是特殊的兴趣,试图p如何在围绕能量运输方式行星大气。

土星的北极地区预计未来几年将继续发展; 2017年5月,北半球通过了夏季,并在2024年举行的秋季昼夜行动。

“土星的北六角形是太阳系最具魅力成员之一的标志性的特色,因此仍然持有主要的谜团非常令人兴奋,”Cassini-Huygens Mission的ESA项目科学家Nicolas Altobelli说。

“Cassini SpaceCraft继续提供新的见解和发现直到最终。没有像卡西尼等有能力的航天器,这些谜团仍然是未开发的。它显示了一个国际团队可以通过向以前未开发的目的地发送复杂的机器人资源管理器来实现的东西 - 即使在使命本身已经结束时也会继续流动。“

本文“土星的北方平流层中的六角形围绕着新兴夏季极地涡旋”,L. N.Fletcheret al.is公开了沟通。 DOI:10.1038 / S41467-018-06017-3。

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