詹姆斯·韦布太空望远镜揭示前所未见的土星大气新结构

韦布望远镜首次提供土星极其精细的近红外观测，由英国诺森比亚大学Tom Stallard教授带领的团队在欧洲行星科学大会上公布详细结果。Stallard教授指出，此次观测令科学家感到极为惊讶，因为所见结构完全超出预期。这项国际合作吸引了来自英美法三国23位研究者，于2024年11月29日对土星进行了连续10小时的观测。

观测发现，在土星电离层（距表面约1100公里），红外成像显现出嵌在极光环中的“黑色珠链”，这些珠状结构数小时内保持稳定，却在更长时间尺度上缓慢漂移。而在下方600公里的平流层，团队首次清晰拍摄到由暗带组成的“星臂”结构，有四条星臂从北极区向赤道延伸。这一结构与土星著名六边形风暴的顶点似乎对应，但为何只有四臂可见、为何两臂缺失仍是谜团。

研究团队通过检测带正电的H₃⁺离子和甲烷分子的红外辐射，揭示了这些精细结构。科学家推测，“黑色珠链”可能源自土星磁层与自转大气之间复杂相互作用，为极光能量交换机制带来新见解。而非对称星臂则显示平流层中存在此前未知的大气动力过程，这或许也与六边形风暴深层机制有关。

令人着迷的是，电离层最暗的珠链似乎正好与平流层最强的星臂对齐，但两者究竟有无物理联系仍需进一步研究。下一阶段，团队希望能在土星即将“昼夜平分时”再获观测时机，以便揭示这些结构随季节变化的全貌。

参考文献显示，相关研究发表于《EPSC摘要》和《地球物理研究快报》。本次成果由英国科学技术设施委员会（STFC）、NASA及欧盟科研理事会共同资助，为JWST革新式观测太阳系行星大气再添里程碑。