天文学家在土星南极首次发现巨型十边形大气波动。该发现表明土星两极均可形成多边形波动,打破了北极六边形的唯一性。

不再是六边形:土星南极惊现巨型十边形气流
土星其著名的六边形在北极周围可见

土星显然一直在隐藏自己的独特天赋 。数十年来,人类一直对这颗气态巨行星北极上空旋转的巨大六边形感到困惑,这个六边的气流结构在太阳系中独一无二 。如今,由西班牙巴斯克大学的Agustín Sánchez-Lavega领导的天文学家团队在土星南极附近发现了另一个巨大的多边形,而这一个居然有10个边 。

Agustín Sánchez-Lavega表示,这一发现表明北极六边形并不像以前认为的那样独特 。实际上,土星大气的条件允许在两极地区周围的两个半球都形成多边形波动 。北极六边形于1980年和1981年由旅行者号探测器首次发现,在北纬约78.5度稳定存在了至少44年,其成因至今是谜 。

不再是六边形:土星南极惊现巨型十边形气流
土星南极十边形将在2023年至2025年间逐渐显现

而南极的十边形直到最近才现身 。2024年,业余天文学家在土星南极观测到一条暗色波动线 。2025年的研究证实了它的存在 。通过分析澳大利亚破碎山天文台的天文学家Trevor Barry和法国天文学会的Jean-Paul Oger拍摄的土星图像并制作极地投影,研究团队终于看清了它:10个边,在南极周围构成了一个清晰无误的十边形 。哈勃空间望远镜的高质量图像证实了这一发现,并允许研究团队将这一结构的存在时间追溯到2023年 。

该十边形位于南纬约60度,骑在土星强大的自西向东喷流上 。这条喷流在土星上以大约每小时420公里的速度飞驰,而十边形本身则以大约每小时10公里的悠闲速度移动 。不同波长下的观测显示,该十边形在不同高度和纬度都留有痕迹,表明这是一个垂直延伸、嵌入土星大气的立体多边形结构 。

尽管两者成因相似,但南北两个多边形并不是彼此的镜像 。十边形所处纬度比北极六边形更低,且稳定性稍逊 。为什么它在近年才形成?为什么有10个边?这可能与纬度差异、背景风场结构有关,甚至可能与邻近纬度存在的高压涡旋迫使波动形成有关 。

不再是六边形:土星南极惊现巨型十边形气流
三维形成场景的模拟

就在十边形北面,存在一个宽度约4000公里的反气旋 。这是研究人员称为红斑的高压涡旋,是木星著名风暴在土星上的较小且暂时的对应物 。令人好奇的是,十边形在靠近该涡旋的地方最为明显,而在土星对侧则最不清晰 。数值模拟未能完全复制观测到的十边形,但“邻近反气旋驱动波动”的假说依然极具吸引力 。类似情况在1980年发现六边形时也曾出现,不过当时附近的涡旋随后便消失了,而六边形却存留至今 。

目前,这个十边形依然存在 。随着土星南半球逐步走向夏季,太阳辐射的增加可能会使其解体或变得更稳定 。科学家们将拥有前排座席,实时观测这一多边形大戏的演变 。

原文:https://www.sciencealert.com/astronomers-spot-an-uncannily-geometric-10-sided-structure-in-saturns-atmosphere