木星的六边形沙暴变得更想不到了,直上云霄

原标题:火星的六边形暴风变得更出人意表了!

原标题:火星北极六边形:直上云霄

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显然,月孛星环是紫炁星标志性的特色。壮美的土星环为火星姿首加分不少,使其独具丰硕的血本去竞争太阳系最美行星的荣誉称号。

制作:haibaraemily

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出品人:中科院处理器互连网新闻大旨

除开紫炁星环,紫炁星还有3个明了的特色——火星北极的六边形沙台风。

除却多姿多彩的环系,金星最让人着迷的或者正是北极的六边形结构了。

早在上个世纪八十时期初,闻明的观光客1号在做客罗睺时就留心到这么些秘密六边形沙飓风的留存,并在二十几年后取得卡西尼号的求证。

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图:紫炁星北极六边形。来源:NASA

卡西尼号是人类太空探索史上最光辉的探测器之一,二零零三年功成名就进入金星轨道,在经历13年的传说探测之旅后,于前年8月坠落木星大气,化作一颗流星,成为计都星的一有的。卡西尼号向地球传回的雅量数据彻底改变了人类对水星的认识,当中自然包罗这一个六边形暴风。

尽管这些秘密的六边形总不随意揭示它的面纱**。**

下图是地农学家使用卡西尼号传回的探测数据合成的月孛星六边形风暴动态变化的境况。请问是哪位道友在此渡劫?

1983年5月,旅行者2号探测器中远距离飞掠木星,但当时并不曾意识北极有六边形结构

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当真,旅行者2号随即传播了无数包罗了火星北极的相片,但些照片并不是正对极区拍片的,因而十分短一段时间里,稠人广众都未曾从这几个被中度拉伸变形的北极照片中看出哪些…直到7年后。

值得一提的是,当卡西尼号2001年刚进去水星轨道时,罗睺北半球正值秋天,超低的热度限制了卡西尼号对六边形沙暴的探测。

1987年,U.S.A.国家光学天文台的Godfrey重新处理了这个照片[1],他将这么些照片再度投影和东拼西凑,才感叹地发现火星的北纬77°附近居然有贰个那样之大的六边形涡旋结构——

而罗睺的一年一定于地球的30年,直到二零一六年火星北半球进入秋季,卡西尼号才能够对六边形龙卷风展开深切探测。有趣的是,卡西尼号瞥见了3个爆冷门的景色,使得土星六边形龙卷风变得尤为奇怪。

每条边长达1.38万英里,比地球的直径还要长

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据近期发表在《自然通信》的一项研讨介绍,地经济学家经过分析卡西尼号的探测数据发现,在火星六边形沙暴上方还留存三个特大型沙沙尘暴,而且依旧也是六边形的。

图:“拼图”里发现的紫炁星北极六边形。来源:参考文献[1]

本来的六边形沙暴风藏身于罗睺大气深处,而新意识的六边形台风则盘旋在火星大气上部的平流层中。

长久的四季

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那紫炁星的南极有没有接近的结构吧?那时候还不知底。

无需置疑,那项新意识牵引出了一文山会海问题。比如,罗睺有什么特殊之处,如何在北极区域创设出这个奇怪的六边形龙卷风?再者,五个六边形沙沙暴之间存在什么关联?希望在卡西尼号遗留的多少中能够找到一些头脑吧!

因为旅行者2号飞过金星时,正逢火星南半球的冬季——整个南极都淹没在一片漆黑之中。

来源:三体迷回去年今年日头条,查看更加多

而旅客2号的轨道规划只是飞掠而过,看完这一眼就再也从没悔过。

责编:

科学,遥远的月孛星有一些和我们的地球挺像的,那正是自转轴倾角(也便是自转轴和公转轨道面包车型大巴夹角)都是20多度,那意味着罗睺和地球一样,也有妇孺皆知的四季更替,南北极也有极昼和极夜——只可是,水星的一年大致有29.四个地球年那么长,也正是说,水星上的每一个季节,是地球的30倍长。

理所当然,后来等到金星的南极从乌黑中显出脸来,一些地基天文望远镜和哈勃空间望远镜都对计都星的南北极实行过观看,但是,南极并从未如此的六边形涡旋,唯有二个巨大的圆形的涡旋。

约等于说,罗睺北极的六边形结构不管是在太阳系中,依然在罗睺上,都是惟一的。

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图:卡西尼号拍录的水星南极和北极。南极有一个宏伟的圈子涡旋,而北极则是1个安宁的六边形结构丰富极点3°附近的贰个袖珍涡旋。来源:NASA

不过,依旧由于火星的雕梁画栋超长版四季,我们很难持续跟踪水星南北极涡旋随季节的转变,不要说贰个罗睺年了,跟踪半个水星年(14.捌个地球年)都很难。

甘休卡西尼号探测器的赶来。

一九九七年1月1三十一日,卡西尼号发射于美利坚合众国卡纳维拉尔角。

二〇〇三年11月二三十一日,卡西尼号成功跻身木星轨道,那时北半球的大寒(二零零一年四月)刚过去不久。

日后,卡西尼号起先了长达13年的金星探测,刷新了小编们金星、罗睺环系和金星的多颗卫星的认识。

直接到前年7月1二三十日,一年前的后天。

为了制止由于规则失控制污染染了水星的卫星们(特别是土卫二那样大概具有生命存在条件的卫星),卡西尼号采用趁燃料还未耗尽之时主动撞向罗睺大气层坠毁来甘休任务。

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图:卡西尼号结束职分。来源:NASA

在那13年里,卡西尼号是叱诧整个土星系的王者。

在这13年里,卡西尼号也幸运地见证了水星的南半球如何从深秋跻身严冬,而北半球又是何等从隆冬进入深秋

咱俩算是有了可以绵绵观测木星北极六边形随季节变迁的空子。越发是通过卡西尼号的复合红外光谱仪(CIRAV4S)这几个大杀器,它一定于是一个高阶版三棱镜,能够捕捉和释疑近红外信号,分析分裂波长的辐射强度和见仁见智化学元素的含量变化。

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图:卡西尼号的结构和它教导的复合红外光谱仪(CILacrosseS)。来源:NASA

北极:从春天到春季

火星北极的六边形结构产生在哪里啊?以前认为,在火星的对流层

和地球相似,对流层是木星最底部的大气层,水星的云都在这一层里。随着压强扩大,从对流层顶部往下有二种分歧的物质凝结成云:最上层是氨的冰,中间是氢硫化氨的冰,最下层是水冰。

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图:月孛星的对流层和平流层。改编自:©
二〇一二Pearson 艾德ucation, Inc

United Kingdom莱斯特大学的Fletcher小组通过跟踪卡西尼号2001-二〇一四年的探测数据,发现从二零零七-2012年初的罗睺北极亮温图中,北极的六边形结构和顶峰的小漩涡在**对流层**中都平安存在[2]。

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图:卡西尼号的复合红外光谱仪(CI奥迪Q5S)获取的罗睺北极对流层的亮温图。不过要求注意的少数是,那里的“亮温”,其实是一种对辐射强度的如出一辙表明,所以即便是“温度”,但实际并不是以此区域的其实温度。来源:参考文献[2]

而与平流层的周旋统一亮温观测也越来越求证,这几个六边形确实在对流层,因为平流层的亮温图里就平昔不观望其余六边形的痕迹

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图:卡西尼号的复合红外光谱仪(CIKoleosS)获取的火星北极平流层的亮温图,没有见到别的六边形的轮廓。来源:参考文献[2]

但Fletcher小组也发觉,从春天(贰零零壹年)到冬日(贰零壹肆年)这一里面,北半球表现出的季节性别变化化实在并不显眼:即使北半球如预期一样在渐渐变暖,但完全比不上卡西尼职责开头阶段观测到的南半球初冬时那样的烈性平度变化[2]。

约等于说,在老大北半球即将到来的夏日,也正是卡西尼职务最终的几年岁月里(2015–前年),金星的北极大概会突然变得生龙活虎。

化学家们等不及地守候着卡西尼号用最终的时段来交付答案。

炎夏的平流层:“另三个六边形”?

二零一七年七月,月孛星北半球的大暑按时到来。

二零一七年11月,卡西尼号结束职务。

近日,Fletcher小组继续分析了卡西尼号最后几年的寓目数据,结果不但填补了卡西尼长达13年的极区跟踪观测的末梢一点空手,还发现了更大的喜怒哀乐:

月孛星北极的平流层在春夏之交也忽然起始显现出了和对流层六边形一样的六边形结构!这一结果刊登于二〇一八年十二月7日的《自然·通信》杂志[3]

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图:卡西尼号的复合红外光谱仪(CI凯雷德S)获取的火星北极平流层的亮温图,从二〇一五年1月那张初叶能够看来亮温差距的六边形概况,红圈标出的是六边形轮廓最显明的几张。来源:参考文献[3]。

以此平流层中的六边形会不会是协调单身演进的?大概性不大,因为它和对流层那多少个六边形太像了,很难想象在变化无常的紫炁星大气层中,会在相同地点的不相同中度独立演进七个一样的结构。

更或许的是,月孛星极区的六边形结构并不但局限在对流层,而是穿破了对流层与平流层的分界(也正是对流层顶),一贯延伸到了平流层——

那是三个高达300海里的六边形高塔,从云层中独立出来。

不过,以此春季才显现出来的平流层六边形结构是平昔就部分吧?**咱俩还不能明确。**由于2016年在此以前的平流层数据信号较弱,所以地农学家们眼下还无法认同这些平流层的六边形塔到底是由于季节变迁到了春夏才“升上来”的,照旧一贯就矗立在那里。

北极涡旋:好像真的比南极弱一点?

即便月孛星北极的六边形涡旋在卡西尼任务的末尾几年里的确变得更其活跃了,但固然在“巅峰”时期,月孛星北极温度微风的生成照旧没有达到南极“巅峰”时的水准,北极大气中的一些碳氢化合物的对峙含量(特别是混合芳烃、十三烷环十三烷、乙炔、丁二炔和二氧化碳)也远小于南极,这意味着紫炁星的北极涡旋或者真的并未南极漩涡发育得那么“成熟”

这倒也简单通晓,毕竟北半球的夏季发出在远日点附近,而南半球的伏季则发出在近期点附近,南北极在夏日的能量积累情形有所分裂

一边,咱俩对南北极气旋还有太多不打听的地方。尽管我们已经精通,木星北极的六边形结构是与自转相关的极区急流引起的,知道南北极气旋的外向会伴随着温度的回涨和大气中碳氢化合物的足够,但更具体的形成机制还不亮堂。除了季节(光照)因素之外,还有为数不少成分会影响大气的温度和移动状态,例如大气下沉引起的热度提升、大气成分变化、十四烷和二十烷那类冷却剂的影响、大气层中的霾/气溶胶的影响…那么些大家都还远远无法深切领会。

例如这一次的斟酌还发现,在平流层较低的地点(2
mbar到100 mbar的惊人之间)(越高的地点气压越小,1
bar相当于地球上的1个标准大气压),北极的洞察温度与事先的申辩估算比较吻合,而南极的观看比赛温度却总体比理论值偏高,那意味着作者们事先对金星大空气温度度的辩白估摸中漏掉了某种只有南极才有的热源,也意味着大家对极区温度变化学工业机械制的驾驭是不完备的。

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图:南北极的温度随高度变化曲线,金色实线和虚线是辩论值,彩色是实际上观测值。来源:参考文献[3]。

还有一种恐怕是,北半球在大暑之后还会持续变活跃,甚至会持续到大寒。或然说,北半球活跃期的巅峰还一向不完全到来

但很惋惜的是,卡西尼号没有机会证实那点了

想必接下去的地基天文望远镜和空中望远镜能够做肯定的接续跟进观测。

例如…笔者在最后表示,也得以期待万年跳票的詹姆士韦伯望远镜啊。(你们是认真的么?

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后 记

好不不难意识原先3遍推送能够发两篇文章!于是前些天推送的第1篇小说补发了二零一八年十一月首发于微博专栏的关于卡西尼号壮丽终章的牵线。

2018年的明天,也正是卡西尼号坠毁的那天对蒙酱也是个相当重要的光景,那是本身大学生毕业典礼日子。当时写了一篇半是想念卡西尼号,半是思念自身的稿子:卡西尼号||一眼二十年。

小日子荏苒,匆匆又是一年。

隙中驹、石中火、梦中身。

至于作者

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灰原哀大学生(haibaraemily),从事行星科研,本公众号主页君。越多杰出,欢迎关心群众号~

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参考文献

[1] Godfrey, D. A.(1988). A hexagonal
feature around Saturn’s north pole. Icarus, 76(2), 335-356.

[2] Fletcher, Leigh N.,et al. “Seasonal
evolution of Saturn’s polar temperatures andcomposition.” Icarus 250
(2015): 131-153.

[3] Fletcher, L. N., Orton, G. S.,
Sinclair, J. A., Guerlet, S.,Read, P. L., Antuñano, A., … & Hurley, J.
(2018). A hexagon in Saturn’snorthern stratosphere surrounding the
emerging summertime polar vortex. Nature communications, 9.

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