Side-by-side comparison of two views of the gas giant Saturn, labeled “August 29, 2025” at the top left corner. At left is a straight-on view of Saturn, a globe with pale yellow horizontal bands at the equator and orange and pink at the mid-latitudes. Some bands towards the north and south pole have a light blue hue. There are prominent horizontal rings circling at the equator. At right, labeled “Saturn’s south pole,” the south-polar view of Saturn shows concentric bands in its atmosphere, mostly tan and orange, surrounding a dark central region that has a 10-sided outline. A small, dashed circle at the very center of the pole with an “X” inside denotes missing data.
Side-by-side comparison of two views of the gas giant Saturn, labeled “August 29, 2025” at the top left corner. At left is a straight-on view of Saturn, a globe with pale yellow horizontal bands at the equator and orange and pink at the mid-latitudes. Some bands towards the north and south pole have a light blue hue. There are prominent horizontal rings circling at the equator. At right, labeled “Saturn’s south pole,” the south-polar view of Saturn shows concentric bands in its atmosphere, mostly tan and orange, surrounding a dark central region that has a 10-sided outline. A small, dashed circle at the very center of the pole with an “X” inside denotes missing data. · 点击图片查看原图
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A black and white view of Saturn’s south pole, labeled “August 29, 2025” and “F763M.” The south-polar view of Saturn shows concentric bands of its atmosphere, transitioning from bright outer bands to a dark central region outlined in a 10-sided pattern. This outline is labeled “decagon.” A small, dashed circle at the very center of the pole with an “X” inside denotes missing data.
A black and white view of Saturn’s south pole, labeled “August 29, 2025” and “F763M.” The south-polar view of Saturn shows concentric bands of its atmosphere, transitioning from bright outer bands to a dark central region outlined in a 10-sided pattern. This outline is labeled “decagon.” A small, dashed circle at the very center of the pole with an “X” inside denotes missing data.
美国国家航天局(NASA)的哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)追踪到环绕土星(Saturn)南极(south pole)的新十边形
美国国家航天局(NASA)的哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)追踪到环绕土星(Saturn)南极(south pole)的新十边形
美国国家航天局(NASA)的哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)追踪到环绕土星(Saturn)南极(south pole)的新十边形
美国国家航天局(NASA)的哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)追踪到环绕土星(Saturn)南极(south pole)的新十边形

内容提要
美国国家航天局的哈勃空间望远镜在土星南极发现了一个巨大的十边形大气波动。这一特征与土星北极著名的六边形相似,但其演化过程显示出独特的动力学特征。该发现得益于哈勃空间望远镜的长期观测项目以及全球天文爱好者的协同贡献。

原文全文译文

美国国家航天局(NASA)的哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)最近的观测揭示了一个环绕土星(Saturn;镇星)南极(south pole)的巨大且不断演化的十边形大气波动。这一发现标志着人类首次在行星(planet)的南半球(southern hemisphere)观测到大型且规则的急流(jet stream)模式。该特征与土星北极著名的六边形惊人地相似,但也存在显著差异,这表明科学家可能正在见证这一标志性巨行星(giant planet)上一种新大气现象的形成。

研究结果于周三发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。

通过整合自2023年以来的多年哈勃观测数据,研究人员在这一结构形成清晰的模式之前,发现了其初现的细微迹象。这些观测是哈勃“带外行星(outer planet)大气遗产”(OPAL)项目的一部分,该项目十多年来每年都会对带外行星进行拍摄。

“我们从未在土星南半球见过类似的东西,”该研究的合著者、美国国家航天局戈达德航天中心(Goddard Space Flight Center)的OPAL首席研究员艾米·西蒙(Amy Simon)表示,“北极的六边形在我们过去40多年的观测中一直存在。而这个特征则不同——它似乎正在增强,这为我们提供了一个难得的机会,去观察一个巨大大气模式的发展过程。”

这一发现之所以成为可能,是因为土星季节的变化逐渐使土星南极重新进入地球(Earth)的观测视野,天文学家(astronomer)们通过汇总地基天文台(ground-based observatory)拍摄的土星图像,首次识别出了这一特征。

该项新研究的首席作者奥古斯丁·桑切斯-拉维加(Agustín Sánchez-Lavega)是西班牙巴斯克大学的研究员。该大学管理着一个名为“行星虚拟天文台实验室”(Planetary Virtual Observatory Laboratory)的网站,接收来自世界各地观测者贡献的太阳系(solar system)行星地基图像。正是通过这些图像,桑切斯-拉维加与天文爱好者(amateur astronomer)特雷弗·巴里(Trevor Barry)和让-保罗·奥格(Jean-Paul Oger)在2024年首次注意到南极沿线存在一条细微的起伏带。2025年从地面拍摄的额外图像进一步证实了这一十边形结构的存在。

这时,哈勃的观测发挥了作用。哈勃从太空的视角提供了无与伦比的图像清晰度和空间分辨率(spatial resolution),能够覆盖土星的完整自转周期,且不会受到地球大气层的干扰。

“考虑到土星南北急流系统的对称性,自1990年以来,我们一直在哈勃图像中寻找土星北极六边形在南极的对应物,”桑切斯-拉维加说,“美国国家航天局卡西尼号土星探测器(Cassini spacecraft)在2004年至2017年间环绕土星飞行时,也没有显示出任何长寿命结构的迹象。哈勃数据证实了该特征早在2023年就已经存在。”

该波动位于土星强大的急流之一内,并延伸穿过大气的多个层级,这表明它不仅仅是一个云层特征,而是一个垂直延伸的大气结构。由于哈勃在不同波长下捕捉图像,该十边形的视位置(apparent position)会略有偏移。这些不同的波长探测的是土星大气中不同的高度。

“对我来说,最引人入胜的部分是它似乎是最近才形成的,”西蒙说,“问题在于,为什么我们之前从未见过,而它现在却突然形成了?”

作者表示,需要利用哈勃和美国国家航天局的韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope)进行进一步研究,并结合计算机模型(computer model)分析,以了解该十边形是如何形成的、它能持续多久,以及它与北极长寿命六边形的对比情况。

哈勃长期的运行使天文学家能够追踪太阳系行星和其他天体(astronomical object)随时间发生的变化。

OPAL项目不仅提供单一的快照,还允许科学家追踪季节性变化、监测短寿命风暴,并识别其他随时间缓慢演化的大气特征。

“当我们启动OPAL项目时,我们期待着引人注目的惊喜,但我们并不知道具体会发现什么,”该研究的合著者、加州大学伯克利分校的迈克·王(Mike Wong)说,“我们从OPAL中看到的许多发现不仅仅基于单次观测,而是基于多年的数据积累。长期的常规观测(regular observation)正在促成许多新的发现。”

研究团队计划继续观测土星,以确定该十边形是否会像北极六边形那样演变成一个长寿命、稳定的结构,还是会继续演变。未来的观测还可以帮助科学家确定是什么驱动了这种波动,它揭示了整个太阳系巨行星的大气动力学,以及它们与我们在地球上所见的大气现象有何关联。

哈勃空间望远镜已经运行了三十多年,并不断做出塑造我们对宇宙(universe)基本理解的突破性发现。哈勃是美国国家航天局与欧洲空间局(European Space Agency)之间国际合作的项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航天局戈达德航天中心负责管理该望远镜和任务运行。洛克希德·马丁空间公司(Lockheed Martin Space)也为戈达德的任务运行提供支持。位于巴尔的摩的空间望远镜研究所(Space Telescope Science Institute)由大学天文研究联合组织(Association of Universities for Research in Astronomy)运营,负责为美国国家航天局执行哈勃的科学运行工作。

分类:观测设备 · 太阳系

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原文来自公共领域来源;译文由机器生成,请以原文为准。 原始页面