哈勃观测到土星的季节变化


美国宇航局的哈勃太空望远镜向天文学家展示了这组拍摄于2018年、2019年和2020年(从左到右)的土星广袤而动荡的大气变化。

“土星颜色带每年微小的变化非常吸引人,”艾米·西蒙(Amy Simon)说,她是美国宇航局戈达德太空飞行中心(位于马里兰州绿带)的行星科学家。

“随着土星在其北半球走向秋天,我们看到极地和赤道地区发生了变化,但我们也看到大气在更短的时间尺度上发生了变化。”西蒙是3月11日发表在《行星科学杂志》上的一篇关于这些观测的论文的主要作者。

西蒙补充说:“我们发现,每年土星的颜色都有轻微的变化,可能是云的高度和风,变化不大也就不足为奇了,因为我们观测的只是土星年的一小部分。”“我们预计会有重大的季节性变化,所以这显示了下一季的进展。”


哈勃太空望远镜于2018年、2019年和2020年拍摄的土星照片,当时该行星的北半球由夏转秋。学分:NASA / ESA /太空望远镜科学研究所/。西蒙/ R。罗斯

哈勃望远镜的数据显示,从2018年到2020年,赤道的亮度提高了5%到10%,风也略有变化。2018年,赤道附近的风速约为每小时1000英里(约合每小时1600公里),高于美国宇航局(NASA)的卡西尼号(Cassini)航天器在2004-2009年期间的风速,当时的风速约为每小时800英里(约合每小时1300公里)。在2019年和2020年,它们又下降到了卡西尼号的速度。土星的风也会随着高度变化,所以测量速度的变化可能意味着2018年的土星云比卡西尼号任务时测量到的云深37英里(约60公里)。需要进一步的观察才能知道究竟发生了什么。

土星是距离太阳的第六颗行星,其轨道距离太阳约8.86亿英里(14亿公里)。绕太阳一周大约需要29个地球年,土星的每个季节都超过7个地球年。地球相对于太阳倾斜,这改变了地球在其轨道上运行时,每个半球接收到的阳光量。太阳能的这种变化驱动了我们的季节变化。土星也是倾斜的,所以在那个遥远的世界上季节的变化,阳光的变化可能会导致一些观测到的大气变化。

与太阳系最大的行星木星一样,土星也是一颗主要由氢和氦组成的“气体巨星”,尽管其内部深处可能有一个岩石内核。巨大的风暴,有些几乎和地球一样大,偶尔会从大气层深处爆发出来。由于在其他恒星周围发现的许多行星也是气态巨行星,天文学家渴望了解更多关于气态巨行星大气的工作原理。

土星是太阳系中第二大行星,比地球宽9倍多,有50多颗卫星和主要由水冰组成的壮观光环系统。其中的两颗卫星,土卫六和土卫二,似乎在它们的冰壳下面有海洋,可能支持生命的存在。土卫六是土星最大的卫星,也是我们太阳系中唯一一颗拥有厚厚的大气层的卫星,包括将液态甲烷和其他碳氢化合物降雨到其表面的云层,从而形成河流、湖泊和海洋。这种化学物质的混合被认为与数十亿年前生命刚出现时地球上的物质相似。美国宇航局的“蜻蜓”计划将飞越土卫六表面,在不同地点着陆,寻找生命的原始组成部分。

土星观测是哈勃外行星大气遗产(OPAL)计划的一部分。欧珀尔首席研究员西蒙说:“该项目每年都允许我们用哈勃望远镜观察每一颗外行星,以便有新的发现,并观察每一颗行星是如何随时间变化的。”

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧洲航天局(ESA)之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理着这台望远镜。位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜的科学操作。STScI是由位于华盛顿特区的大学天文学研究协会为NASA运营的

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