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行星的季节性奇观:哈勃的超清晰视野揭示了土星环形辐条现象
发布日期:2023-12-25 19:07:30  稿源:cnBeta.COM

这张土星照片是美国宇航局哈勃太空望远镜于 2023 年 10 月 22 日拍摄的,当时这颗环状行星距离地球约 8.5 亿英里。哈勃望远镜的超清晰视野揭示了一种被称为环状辐条的现象。

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土星的辐条是与星环一起旋转的短暂特征。它们鬼魅般的外观只能围绕土星旋转两到三圈。在活跃期,新形成的辐条会不断增加图案。资料来源:NASA、ESA、STScI、Amy Simon(NASA-GSFC)

虽然伽利略在 1610 年首次注意到土星外观奇特的"杯柄"特征,但克里斯蒂安-惠更斯(Christiaan Huygens)在 45 年后才将其描述为土星周围的一个圆盘。随后,地面望远镜只能分辨出四个独特的同心环,分别标为 A、B、C 和 D。直到 20 世纪 80 年代,美国宇航局的两个旅行者号探测器才飞越土星,拍摄到数千个同心环。更让旅行者号的科学家们惊讶的是,在环平面上出现了像辐条一样的暗色图案,这些图案在围绕土星旋转的过程中时隐时现。

在过去的三十年里,哈勃太空望远镜接续了旅行者号的工作。哈勃望远镜的超清晰视力堪比身临其境。哈勃每年都会跟着环形辐条构成的"旋转木马"转动。据说这些黑辐条是环面上方静电悬浮的尘埃粒子。它们的数量似乎随着土星长达七年的季节变化而变化。而且,这可能与土星磁场的变化有关,因为它受到太阳风的冲击。

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这是上图的注释版。图片来源:NASA、ESA、STScI、Amy Simon(NASA-GSFC)

哈勃太空望远镜观察土星上的"辐条季"

这张土星照片是美国宇航局哈勃太空望远镜于 2023 年 10 月 22 日拍摄的,当时这颗环状行星距离地球约 8.5 亿英里。哈勃望远镜的超清晰视野揭示了一种被称为环状辐条的现象。

土星的辐条是与星环一起旋转的短暂特征。它们鬼魅般的外观只能围绕土星旋转两到三圈。在活跃期,新形成的辐条会不断增加图案。

1981 年,美国宇航局的旅行者 2 号首次拍摄到了星环辐条。美国宇航局的卡西尼号轨道飞行器在2017年结束的长达13年的任务中也看到了辐条。

哈勃每年都会继续观测土星,因为辐条来来去去。哈勃的外行星大气遗产(OPAL)计划捕捉到了这一周期,该计划始于近十年前,每年监测所有四颗气态巨行星外围的天气变化。

哈勃清晰的图像显示,辐条出现的频率是受季节影响的,在2021年首次出现在OPAL数据中,但只出现在星环的早晨(左侧)。长期监测显示,辐条的数量和对比度都随土星的季节而变化。土星和地球一样倾斜于轴心,四季大约持续七年。

OPAL项目首席科学家、马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的艾米-西蒙说:"我们正在接近土星春分日,预计在这个时候辐条的活动将达到最大值,在接下来的几年里,辐条出现的频率会更高,颜色也会更深。"

今年,当这些短暂的结构围绕着这个巨大的世界旋转时,它们同时出现在行星的两侧。虽然与土星相比它们看起来很小,但它们的长度和宽度比地球的直径还要长!

西蒙说:"主要理论认为,辐条与土星的强大磁场有关,太阳与磁场的某种相互作用产生了辐条。当土星接近春分点时,土星及其星环与太阳的倾斜度较小。在这种情况下,太阳风可能会更强烈地冲击土星的巨大磁场,从而促进辐条的形成。"

行星科学家认为,这种相互作用产生的静电力会使环上的尘埃或冰悬浮起来,从而形成辐条。哈勃望远镜的持续观测可能最终会帮助解开这个谜团。

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧空局的一个国际合作项目。美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理这台望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜和韦伯望远镜的科学运行。太空望远镜科学研究所由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会(Association of Universities for Research in Astronomy)为美国国家航空航天局(NASA)运营。

编译来源:ScitechDaily

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