卡西尼號探測器發(fā)現(xiàn)土星罕見巨型風(fēng)暴

近日，土星遭遇了一場規(guī)模罕見的風(fēng)暴，這場直徑達(dá)5000公里的巨型風(fēng)暴席卷了整個(gè)土星。正在土星軌道運(yùn)行的美國宇航局卡西尼號探測器和歐洲南方天文臺的地基大型望遠(yuǎn)鏡正在追蹤土星北半球出現(xiàn)的這個(gè)特大型風(fēng)暴的發(fā)展動向。這是首次當(dāng)風(fēng)暴發(fā)生時(shí)在土星軌道上恰好有一艘人類的探測器，這也使它成為首個(gè)被在軌的宇宙飛船近距離仔細(xì)考察的土星風(fēng)暴。還是首個(gè)被從熱紅外波段進(jìn)行研究的土星風(fēng)暴，在這一波段土星的熱輻射特征能讓科研人員了解其大氣溫度分布，風(fēng)速以及化學(xué)組成情況。

卡西尼號探測器搭載的無線電和等離子波科學(xué)設(shè)備首先探測到土星大氣深處存在一個(gè)巨大的湍流，隨著其強(qiáng)度增加，這個(gè)風(fēng)暴逐漸發(fā)展成為一個(gè)力量驚人的雷暴云團(tuán)。這個(gè)風(fēng)暴在土星動蕩的大氣中形成了一個(gè)直徑超過3000英里(約合5000公里)的暗色漩渦，規(guī)模幾乎和木星上的大紅斑相當(dāng)。地球上的任何風(fēng)暴都不能和這個(gè)風(fēng)暴系統(tǒng)相提并論，這樣大規(guī)模的風(fēng)暴是罕見的。這種劇烈的動蕩擾動了土星原本相對平靜的平流層，形成一塊相對溫暖的區(qū)域，在紅外波段看起來非常明亮，就像是一座星際燈塔。

（卡西尼探測器獲取的土星平流層大氣溫度分布數(shù)據(jù)，可以看到這場風(fēng)暴給土星大氣溫度狀況造成了嚴(yán)重影響。圖中紅色區(qū)域就是風(fēng)暴中心所在區(qū)域出現(xiàn)的溫度上升情況。）

歐洲南方天文臺甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)和卡西尼探測器的合成紅外光譜儀(CIRS)小組通力合作，獲取土星大氣表面的溫度數(shù)據(jù)。這次觀測顯示此次風(fēng)暴事件對土星大氣層產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，發(fā)生了能量和物質(zhì)的遠(yuǎn)距離輸送，并導(dǎo)致大氣環(huán)流模式的改變。這進(jìn)一步引起了高空噴流和巨大漩渦結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，也打亂了土星正常的季節(jié)轉(zhuǎn)變。由于它從土星大氣層下方各個(gè)層面卷起來的物質(zhì)，土星上層大氣的化學(xué)成分出現(xiàn)了變化。卡西尼合成紅外光譜儀的觀測數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)乙炔和磷化氫含量的明顯改變。這次風(fēng)暴也正在卷起大量的深層物質(zhì)，其中包括將數(shù)倍于任何以往風(fēng)暴情況的氨卷起，送至高層大氣。對土星風(fēng)暴的探測研究，還在進(jìn)步深入。