土星美丽“光环”大揭秘:大气层和极地漩涡

2016-10-14 08:18 新华网

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土星那美丽的光环十分引人注目,它让土星看起来像戴了一顶草帽。天文学家经过观测后发现,那些美丽的光环其实是由碎冰块、岩石块和尘埃颗粒组成的,它们排成一系列的圆圈,环绕在土星的外围,看上去非常漂亮。

土星

土星“七环”

人们根据地面观测和空间探测,把土星环划分为7层。距土星最近的是D环,亮度最暗;其次是C环,透明度最高;B环最亮;最后是A环。在A环和B环之间就是著名的卡西尼环缝,缝宽约5000千米。在A环之外有E、F、G三个环,最外层的是E环,十分稀薄和宽广。

土星的“七环”是如何形成的呢?最初天文学家推测,它们可能是由小行星、彗星或者较大的卫星相撞后产生的碎片形成的。光环也许含有一定的水分,由大大小小的雪球及冰块组成。一些光环也会受到附近卫星的影响,让自身的结构发生一定的变化,比如土星的F环。而土星的B环十分宽阔,环上带有放射状的阴影,这说明B环上可能带有静电,吸附了宇宙中的尘埃颗粒而造成的。

长久以来,天文学家都在努力研究土星的光环结构,而土星“七环”的成因更是变得神秘。不过,人类发射的“卡西尼”号探测器所传回的数据最终揭开了土星“七环”的身世之谜——原来,在数亿年前,这些光环曾是土星的卫星,后来经过演化才变成了现在的带状结构。

美丽的土星光环

蓝色的土星大气层

如果我们通过望远镜去观察土星,会发现它是一颗鹅黄色的星球,给人安静婉约的美感。土星之所以会呈现出这样的颜色,主要是由于外层大气中氢分子占有96.3%,另外还有3.3%的氦及其他物质。当然,这并不是土星的全貌。

美国航天局发射的“卡西尼”号探测器曾在靠近土星时,发现土星北半球的大气层竟然是蓝色的,就像天王星及海王星的大气一样,为什么会这样呢?这是因为土星与地球相似,会有自身的季节变迁,而且每15年左右,阳光就会垂直照射在土星的赤道之上,它的南半球或北半球就相应地进入了春季。在土星季节的交替中,太阳的直射点会不断移动变化,与之发生改变的还有土星“七环”所投下的影子。因此,对于土星的蓝色大气层,天文学家解释为,土星“七环”的影响使得土星北半球降温,从而使土星上层的云沉降到了看不见的深处,这样土星会呈现出蓝色。

之后,随着土星季节的变化,“七环”的影子也逐渐向赤道移动,这时候土星的北半球大气层会渐渐失去蓝色的基调,重新回到平常的鹅黄色。

土星六边形风暴俯瞰图

“六边形”风暴之谜

天文学家通过“卡西尼”号探测器发回的红外线影像分析,在土星北极有一个“温暖”的极地漩涡,它看上去像一个六边形的风暴,这在整个太阳系都是独一无二的。天文学家研究分析后认为,它可能是土星上最“温暖”的地方,其温度高达零下122℃,而土星其他地方的温度则是零下185℃。

这个六边形风暴宽约25000千米,想当于4个地球的大小。通过观察“卡西尼”号探测器发回的数据及图像,我们可以看到土星北半球的阴影变化以及六边形风暴奇特的几何结构。六边形风暴看起来很像地球上的飓风,不过范围明显要大得多,而且从某种程度上来说,它依赖于土星大气层中少量的水蒸气。关于六边形风暴的成因,天文学家曾给出过这样的解释:它是由于土星上层大气风产生的,也是为了适应土星的旋转。

责任编辑:陈群(QT0001)

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