土星巨型风暴横贯北半球 面积超十个地球

2011-11-22 14:43 来源: 新浪
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这是一张卡西尼号探测器获取的假彩色合成图像,显示土星巨型风暴系统的尾部

这是一系列卡西尼号探测器拍摄的图像,显示此次巨型风暴系统的发展过程

这两张假彩色图像显示的是在一个“土星日”内这个巨型风暴系统内部一些细小细节上出现的变化

这张照片拍摄于2010年12月5日,这是科学家们首次注意到这个风暴的雏形,此时它不过是一个不起眼的小点子(这张图像右上方接近晨昏线附近,可以看到很不起眼的一个小白点

  北京时间11月22日消息,美国宇航局正在土星轨道运行的卡西尼号探测器拍摄的大量图像和录像记录了一个在这颗气态星球北半球肆虐近一年的巨型风暴。这些图像数据显示在大约一年前,土星北半球出现了一个小白点,具体时间大约是在2010年的12月5日。这个起初不怎么起眼的“小不点”随后却突然迅速发展壮大,到2011年的1月份,它已经发展成为一个横贯土星北半球的巨型风暴系统。

  目前这个巨型风暴的南北直径已经超过9000英里(约合1.5万公里),超过了一个地球直径。这是有史以来在土星大气中观察到的规模最大的风暴。就在卡西尼号探测器拍摄到首帧土星风暴图像的当天,飞船上搭载的无线电和等离子体波探测设备也记录到了风暴发出的电活动信号,数据显示这是一个剧烈的对流雷暴系统。其剧烈对流大约于今年6月底开始衰减,但是风暴系统搅动产生的巨型云系依旧在土星大气中迟迟没有消散,留存至今。

  这个对流活动持续200天的雷暴云系也让它成为有记录以来持续时间最久的土星雷暴系统。之前的纪录保持者是1903年观测到的一个土星雷暴系统,当时它持续了大约150天。而21年前美国哈勃空间望远镜拍摄到的一次相似规模的风暴仅仅持续了55天。

  安德鲁·林格索尔(Andrew Ingersoll)是来自加州理工学院的卡西尼探测器项目科学家,是一名成像小组成员,他说:“说起来这个土星风暴更像是一次火山爆发而不是天气系统。其内部的压力积聚经历很长时间,然后发生了这样的风暴。有关这一点,神秘之处在于这里并没有什么岩石去阻止这种能量散发,那么究竟是什么机制在那么多年里阻止这种能量爆发的呢?”

  作为成像小组“土星风暴观测行动”的一部分,小组控制卡西尼号探测器拍摄了数以百计的这一风暴云系的图像。这一工作是见缝插针地完成的,因为所有观测任务都是事先安排好的,卡西尼的相机必须负责对土星,它的光环和许多卫星目标进行成像,只有在这些任务执行的空挡,小组成员们才能抓拍土星风暴的壮观影像。结合卡西尼号自2004年以来获取的大量土星照片资料,科学家们现在可以追溯这个巨型风暴形成之前的土星大气变化状况,进而从中了解风暴的形成机制,风速变化以及这种变化发生的高度。

  这个风暴系统最初出现的位置大致是在土星北纬35度左右,随后扩展到整个土星表面,覆盖大约50亿平方公里的面积(相当于10个地球的表面积)。在此之前卡西尼号探测器观测到的最严重风暴发生在土星南半球一个被叫做“风暴走廊”的纬度带,顾名思义这里经常发生风暴事件。那场风暴持续了数个月,从2009年一直延续至2010年。事实上那场风暴是几场单独的小型风暴组成的,它们每一个的延续时间都在5天左右,因此仅能对局地气候造成影响。然而现在我们观察到的这个巨型风暴规模不可同日而语,它持续超过200天,几乎影响了整个土星北半球1/5地区的气候特征。

  加州大学行星科学家,卡西尼探测器项目成像小组成员库尼·萨雅纳吉(Kunio Sayanagi)说:“这个风暴和之前我们在土星上观察到的任何东西都不一样。事实上我们注意到这种大规模的风暴系统每隔20~30年就会出现一次,它可以向我们传递有关土星大气深层结构的重要信息,而我们还需要时间去解开这个奥秘。”

  目前宇航局已经决定让卡西尼探测器继续运行,至少工作到2017年之后。这就给了科学家们机会对土星大气中的变化进行持续的监视。现在土星北半球正迎来夏季,科学家们将了解这里会发生什么样的变化。

  卡西尼项目成像小组负责人,波尔多空间科学研究所的卡洛琳·波柯(Carolyn Porco)女士说:“正是得益于我们能够将探测器送至土星轨道,并使用各种精密仪器进行探测才让我们得以目睹这样一场壮观的奇景。进入土星轨道7年来的工作已经让卡西尼号探测器成为迄今人类执行过的最高产的探测任务之一。”

  卡西尼-惠更斯探测器项目是一项由美国宇航局(NASA),欧洲空间局(ESA)以及意大利航天局共同执行的国际合作项目。设于加州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室(JPL)负责整个项目的运行管理。JPL还负责设计并制造了探测器本体以及其上搭载的两台相机,图像处理工作则由设在美国科罗拉多州波尔多的空间科学研究所负责进行。