Only Perception: 在土星二極攪動的熱氣旋

2008-01-06

在土星二極攪動的熱氣旋

Hot Cyclones Churn at Both Ends of Saturn
http://www.physorg.com/news118658078.html

January 04, 2008

儘管有個超過 10 年的冬季黑暗，土星北極出乎意料之外是一個熱點（hot spot）的家，與該行星陽光普照的南極十分類似。其熱源仍是個謎。現在，卡西尼（Cassini）太空船首度從這個氣體巨行星（gas giant）的高緯度的詳盡觀察，揭露一組相配的熱氣旋旋渦，每一極各有一個。

雖然科學家早已從夏威夷 W. M. Keck 天文台所進行的先前觀察中知道關於土星南極的熱點，不過土星北極的漩渦可是個驚喜。研究者在 1/4 的 Science 上報告他們的發現。

"我們推測南極熱點與南邊的陽光照射狀態有所關連，" Glenn Orton，NASA JPL 的資深研究科學家，同時也是卡西尼號的複合式紅外線光譜儀共同研究者。"因為從 1995 年冬季降臨以來，北極已喪失了陽光，我們沒意料到會在那裡找到相似特徵。"

紅外線資料顯示陰暗的北極旋渦具有非常類似的結構，而且溫度也與南極十分類似。二者的核心都展現出磷化氫（phosphine，譯註：原文少了一個 h）氣體的破洞（depletion），這種不平衡狀態，很可能是因為氣體往下移動到土星大氣最深處（對流層）所引起。二個極地旋渦顯然都相當持久，而且是土星固有的一部份，而且與極地所接受到的陽光強弱無關。

"熱點是大氣向極地移動，被壓縮以及當它從北極沈降到土星深處時被加熱的結果，" Leigh Fletcher，來自於英格蘭牛津大學的行星科學家，同時也是這篇 Science 論文的第一作者。"在這背後移動的力量，甚至土星大氣的整體運動，都仍需要去了解。"

儘管相似，二個極區域有個很明顯的不同之處。在北極，新發現的旋渦被塑造成特殊的、長命的而且仍未被解釋的極地六角形。這個包圍整個北極的神祕的特徵首次在 1980 年代由 NASA 的航海家一號與二號太空船所拍攝到。卡西尼的紅外線相機也在 2007 年初發現大氣雲層遮蔽深處的六角形。

在本論文中，Fletcher 等人報告，這個明亮、溫暖的六角形比先前研究所顯示的要高。"它正確地延伸到對流層頂部，" Fletcher 說。"它與對流層的下降運動相關，然而六角形結構的起因仍須更進一步研究。"

冬天會在土星持續約 15 年。研究者預期當季節在未來幾年更迭，土星北極又沐浴在陽光下時，他們將看見具有高眼牆與黑暗中央雲層的旋轉旋渦，如同現在在南極所見一樣。"不過土星或許會在讓我們驚喜一次，" Fletcher 說。

"海王星展現出一種類似南極熱點的事實，刺激了我們對於其他氣體巨行星奇妙的極地力學的胃口，" Fletcher 說。

更多關於木星極地的資訊將來自於 NASA 的 Juno 任務，目前預計在 2011 年發射，2016 年抵達。

Fletcher 的研究由 UK 的 Science and Technology Facilities Council 所資助。

Cassini-Huygens 任務是 NASA、ESA、Italian Space Agency 的一個合作計畫。JPL 是加州理工的一個分部，替 NASA 的科學任務理事會管理 Cassini-Huygens 任務。 Cassini 人造衛星是由 JPL 設計、建造與組裝的。Cassini 的複合式紅外線光譜儀團隊則位於 NASA 的 Goddard 航太中心。

※ 相關報導：

＊ Temperature and Composition of Saturn's Polar Hot Spots and Hexagon
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/319/5859/79

L. N. Fletcher, P. G. J. Irwin, G. S. Orton, N. A. Teanby,
R. K. Achterberg, G. L. Bjoraker, P. L. Read,
A. A. Simon-Miller, C. Howett, R. de Kok, N. Bowles,
S. B. Calcutt, B. Hesman, F. M. Flasar
Science 4 January 2008: Vol. 319. no. 5859, pp. 79 - 81
DOI: 10.1126/science.1149514