揭秘土星上持久百年风暴：挑战气体巨行星认知

土星大气层中的巨大特大风暴已留下长达数百年的印记。最新研究发现，与木星大红斑相似的持久特大风暴存在于土星上，这种发现引发了巨大的关注。这项研究不仅揭示了两颗气体巨行星在大气层特征方面的显著不同，还颠覆了我们对巨风暴的现有理解，提供了新的、可能影响未来系外行星研究的洞见。



科学家们认为，这些特大风暴在土星大气层中的出现可能与太阳光的季节性变化有关。数据来源：NASA/JPL-加州理工学院/空间科学研究所。虽然木星以其壮观的大红斑闻名，这是一个跨越数百年的10,000英里宽反向气旋，但最新的研究表明，土星也不甘示弱。尽管土星在外表上不如木星醒目，但它也拥有持续数个世纪的特大风暴，这些风暴对大气层深处产生长远影响。

这项研究由加州大学伯克利分校和密歇根大学安娜堡分校的天文学家团队合作完成。他们通过分析地球下方的无线电辐射，发现土星大气中氨气的分布受到长期干扰。该研究成果于8月11日发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。



2015年5月，使用VLA（Very Large Array）拍摄的土星射电图像显示，通过减去土星及其星环的较强射电辐射，突显了大气层中不同纬度波段之间较暗射电辐射的对比。氨气会阻挡无线电波，而明亮的特征显示出氨气消失的区域。研究人员发现，特大风暴会将氨气从上层大气输送到更深层次。资料来源：R. J. Sault 和 I. de Pater。

加州大学伯克利分校的伊姆克-德-帕特（Imke de Pater）教授表示："通过射电波长，我们可以洞察到巨行星云层下的秘密。" 这种无线电观测不仅帮助我们了解行星大气层的成分，还揭示了在全球和局部范围内发生的动态、物理和化学过程，从热传输到云层形成和对流。

该研究还揭示，尽管土星和木星都是以氢气为主要成分，但它们之间存在显著差异。木星的异常与其带状结构有关，而土星的特大风暴却引发了大气层中氨气浓度的变化。这两颗气体巨行星之间的这种差异给我们带来了全新的挑战，或许会改变我们未来在系外行星上研究风暴的方式。

【图片】


无论是从哪个角度观察，土星的大气层在不同颜色之间呈现出平滑的转变。然而，通过射电光线，即VLA数据叠加在卡西尼号土星图像上，这些条纹的明显性质变得更加清晰。这项研究的领导者之一、加州大学伯克利分校的李成博士解释道："由于化学反应和动力学影响，必须对云层之下的大气层进行观测，以了解真实的大气成分。这项无线电观测有助于解释巨行星大气层中的动态、物理和化学过程，包括热传导、云层形成和对流。"

这项研究还引发了更多疑问，众多天文学家团队的合作将有助于更深入地探索土星和其他气体巨行星的奥秘。通过对这些巨大风暴的研究，我们或许能够更好地了解这些神秘世界的形成和演化过程。

【结语】
土星上的持久特大风暴不仅挑战了我们对气体巨行星的认