掀開“帽子” 瞧瞧土星神秘範兒

　　最近，沉默了很久的土星又來刷了一次我們的屏。近日
，離開地球快20年的美國“卡西尼”號土星探測器成功在土星和土星環之間完成首次穿越，並傳回迄今最近的土星觀測數據。這些數據顯示，土星與土星環之間的區域是片“空無”。消息傳來，一方麵人們為“卡西尼”在這一地帶的首次成功穿越歡欣鼓舞
，另一方麵這讓本來就充滿“神秘範兒”的土星更添新的疑團。

　　今年9月，“卡西尼”號探測器將結束使命，進行它的“自殺任務”——俯衝入土星內環

，並將關鍵數據傳回地球，隨後在土星大氣層分崩離析。這件事更讓航天愛好者們興奮又期待

，“感覺離土星的秘密又要近一步了”。

　　土星與土星環之間區域是真空地帶?

　　“空無”原是高層大氣和低密度的塵埃

　　5月1日，美國國家航空航天局噴氣推進實驗室“卡西尼”項目主管厄爾·馬伊斯在一份聲明中說，數據分析顯示
，土星與土星環之間是一片“空無”。這“空無”到底是什麼東西呢?

　　這個“空無”的區域並不是有些人理解的“完全的真空地帶”，而er是shi存cun在zai一yi些xie低di密mi度du的de塵chen埃ai狀zhuang的de東dong西xi。國guo家jia天tian文wen台tai研yan究jiu員yuan平ping勁jin鬆song在zai接jie受shou科ke技ji日ri報bao記ji者zhe采cai訪fang時shi解jie釋shi說shuo，土tu星xing與yu土tu星xing環huan之zhi間jian存cun在zai著zhe稀xi薄bo的de等deng離li子zi體ti大da氣qi，與yu行xing星xing際ji空kong間jian環huan境jing融rong合he在zai一yi起qi。它ta們men密mi度du很hen低di
，且qie不bu容rong易yi反fan射she光guang線xian。“卡西尼”號探測器在穿越這些空隙時
，還檢測所碰到的微粒大小和環的厚度，以及估測光環的組成
、溫度
、密度和結構。土星與土星環之間寬約2000公裏的區域中是否含有塵埃一直是科學家們關注的話題，因為這不僅決定了“卡西尼”號探測器在未來的穿越中是否需要將碟狀主天線作為“盾牌”

，還將影響探測器怎樣以及何時觀測土星。現在看來，塵埃確實存在，但塵埃水平比預期低很多。

　　土星的草帽光環是怎麼來的?

　　各種天體殘骸碰撞分離堆積形成環狀結構

　　提到土星就不得不提到知名度極高的土星環。這一圈環繞土星的光環讓土星在望遠鏡中看起來猶如一頂草帽，“帽沿”正是土星光環

，又稱土星環。光環的存在使土星成為太陽係中較為奇特的一顆行星，也讓土星成為群星中最美麗的一顆。

　　土星環是什麼?怎麼來的?一直是大家關注的話題。

　　平(ping)勁(jin)鬆(song)介(jie)紹(shao)，土(tu)星(xing)環(huan)的(de)主(zhu)要(yao)物(wu)質(zhi)是(shi)冰(bing)晶(jing)和(he)塵(chen)埃(ai)。在(zai)太(tai)陽(yang)係(xi)和(he)土(tu)星(xing)形(xing)成(cheng)的(de)早(zao)期(qi)，天(tian)體(ti)之(zhi)間(jian)會(hui)頻(pin)繁(fan)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)，碰(peng)撞(zhuang)產(chan)生(sheng)了(le)很(hen)多(duo)殘(can)骸(hai)物(wu)質(zhi)
，這(zhe)些(xie)殘(can)骸(hai)物(wu)質(zhi)再(zai)經(jing)過(guo)不(bu)斷(duan)地(di)碰(peng)撞(zhuang)和(he)分(fen)離(li)
，最(zui)終(zhong)堆(dui)積(ji)在(zai)一(yi)起(qi)形(xing)成(cheng)環(huan)狀(zhuang)結(jie)構(gou)。這(zhe)些(xie)撞(zhuang)碎(sui)後(hou)的(de)塵(chen)埃(ai)和(he)冰(bing)晶(jing)在(zai)軌(gui)道(dao)帶(dai)上(shang)成(cheng)片(pian)分(fen)布(bu)

，它(ta)們(men)反(fan)射(she)星(xing)光(guang)、太陽光以及其他天體輻射的光最終形成了土星的神秘光環。

　　值得一提的是，土星環從遠處看是一個柔和的
、整體的光環，但是根據探測器近距離拍回的照片顯示，這個環並非整體，而是由許多小環組成。

　　更有趣的是，相比較土星的年齡而言，土星的環結構還是非常年輕的。土星誕生至今大約有40多億年，而土星的環隻有數億年的曆史。據“卡西尼”haotanceqichengxiangkexuetuanduihetuxiangkongzhizhongxinshiyanshizhurenkaluolinshuo

，tuxingdehuanxitongshizaiheshixingchengde，yijichixuleduochangshijian，zheqijianhuanjiegoushifoushilianxucunzaide，shifouyouchuxianguoduandangqi，zhexiewentihaichuyutansuozhizhong。

　　地極六邊形漩渦如何形成的?

　　成因至今不明或許是溫差造成的

　　很(hen)早(zao)以(yi)前(qian)
，天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)就(jiu)發(fa)現(xian)在(zai)土(tu)星(xing)北(bei)極(ji)有(you)一(yi)個(ge)極(ji)地(di)漩(xuan)渦(wo)，它(ta)看(kan)上(shang)去(qu)呈(cheng)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)六(liu)邊(bian)形(xing)，這(zhe)在(zai)整(zheng)個(ge)太(tai)陽(yang)係(xi)都(dou)是(shi)獨(du)一(yi)無(wu)二(er)的(de)，引(yin)起(qi)了(le)大(da)家(jia)濃(nong)厚(hou)的(de)興(xing)趣(qu)。

　　這個六邊形旋渦形狀巨大
，寬度可以容納4個地球的大小。最近幾年，天文學家通過觀察“卡西尼”號探測器發回的數據及圖像



，發現六邊形旋渦看起來很像地球上的颶風，不過範圍明顯要大得多
，大概是地球颶風的20—40倍。

　　平勁鬆介紹，六邊形旋渦自西向東高速旋轉，十分漂亮。其實在土星南極上空也同樣存在著一個大規模的漩渦係統，隻是規模較小。

　　不過對於這個六邊形漩渦的成因
，科學家們至今也沒有搞清楚。土星的北極被認為可能是土星上最“溫暖”的地方

，溫度高達零下122℃，而土星其他地方的溫度則是零下185℃。科學家猜測
，這樣的溫差或許正是極地漩渦的成因。

　　土星巨型風暴每30年肆虐一次?

　　由於探測間斷是否30年一循環尚未可知

　　土星上肆虐的巨型風暴也是土星的一大謎團。

　　在2010年底和2011年上半年這一時間段，“卡西尼”號探測器第一次近距離觀測到土星大風暴。這場席卷土星長達6個月的特大風暴成為土星觀測史上持續時間最長的天氣，在高峰時期，約有20億平方公裏的雲層。

　　科學家們認為

，相比較其他氣態行星，土星風暴在體積上是非常巨大的。由於上一次人類觀測到土星大風暴已經是30年前了
，所以坊間一直有一個神秘傳聞——土星大風暴大約在每30年左右出現一次周期循環，並且這暗示著大風暴與土星的季節存在著某種聯係。

　　但是平勁鬆認為這一說法仍缺乏確鑿的科學依據，“現在確切的說法是30年前
，我們觀測到了類似的大風暴
，但由於人類對土星的探測中間有很長時間是間斷的，所以這個大風暴是不是一定是30年一個周期
，目前還不能確定。”

　　這一巨型風暴的起源和動力源目前科學家還沒有找到，風暴強大的能量從何處而來還有待進一步的探索。

　　土星係統會不會有宜居環境?

　　科學家表示未來探索將聚焦生命

　　曆史上

，人類關於土星的探測並不是太多
，而最近10多年來，“卡西尼”號探測器的存在成為了關注土星的科學家們最興奮的事——一係列關於土星的最新發現都從它而來。

　　平勁鬆說
，“卡西尼”在土星係統飛了10多年
，最近半年

，探測器降低了軌道，穿越土星環
，穿越得很有技巧，美麗而悲壯
，才有了這次的新發現。今年9月
，“卡西尼”將結束任務，屆時大家對土星的關注可能會達到新的高潮。他介紹
，中國的科學家最近幾年也一直在跟蹤“卡西尼”號探測器的探測數據。“關於土星的事，人們知道得不少
，隻是關於大氣和空氣的一些狀況，還在進一步探索研究當中。”平勁鬆說。

　　從現在的研究結果看來，土星上有冰、有水，會不會有生命家園呢?zheshikexuejiamenweilaiyanjiudeguanjianfangxiang。xiayibu，yimeiguoweizhudeguojiahejigoujiangzhuyaozhenduituxingdeweixingshangshifoucunzaishiyijuzhudehuanjing，shifoucunzaigaojiyoujifenzihuoshiweishengwudengfangxiangjinxingtanceheyanjiu。pingjinsongshuo，tahetongxingmenhaitebieguanzhuyidian，najiushiyoumeiyoukenengbadiqiushangyixienengzaijiduanhuanjingxiashengcundeweishengwuyijudaotuxingshang，zhegeyanjiujieguoshizairangrenqidai。

　　相關鏈接

　　土星的一天到底有多長?10個半小時

　　如(ru)何(he)衡(heng)量(liang)土(tu)星(xing)的(de)一(yi)天(tian)，或(huo)者(zhe)說(shuo)如(ru)何(he)確(que)定(ding)氣(qi)態(tai)行(xing)星(xing)上(shang)的(de)一(yi)天(tian)到(dao)底(di)有(you)多(duo)長(chang)
，是(shi)一(yi)個(ge)棘(ji)手(shou)的(de)問(wen)題(ti)

，這(zhe)不(bu)像(xiang)岩(yan)質(zhi)行(xing)星(xing)上(shang)有(you)著(zhe)明(ming)顯(xian)的(de)標(biao)誌(zhi)性(xing)的(de)地(di)形(xing)進(jin)行(xing)區(qu)分(fen)確(que)定(ding)，如(ru)果(guo)通(tong)過(guo)氣(qi)態(tai)行(xing)星(xing)上(shang)的(de)雲(yun)層(ceng)標(biao)誌(zhi)確(que)定(ding)自(zi)轉(zhuan)周(zhou)期(qi)也(ye)存(cun)在(zai)著(zhe)代(dai)表(biao)不(bu)充(chong)分(fen)的(de)問(wen)題(ti)。

　　對此，科學家采用了一種方法，通過測量行星上自然發射的電波信號進行確定，這種技術已經應用於測量木星的自轉周期。在2004年，“卡西尼”號探測器通過這個方法測量了土星上的一天，大約比現有的數據多了6分鍾。

　　然ran而er，後hou續xu研yan究jiu表biao明ming
，這zhe種zhong方fang法fa對dui土tu星xing來lai說shuo還hai存cun在zai問wen題ti，土tu星xing電dian波bo信xin號hao由you其qi磁ci場chang產chan生sheng
，而er土tu星xing磁ci場chang與yu自zi轉zhuan存cun在zai不bu同tong步bu的de問wen題ti
，所suo以yi通tong過guo測ce量liang不bu同tong步bu的de磁ci場chang信xin號hao判pan斷duan土tu星xing的de自zi轉zhuan是shi存cun在zai問wen題ti的de。

　　因此，科學家對此不得不進行數據平均
，也就是通過平均“先鋒”號探測器
、“旅行者”號探測器以及“卡西尼”號探測器所測量的結果，從而得出“最佳”數據——土星的一天大約是地球上的10小時32分35秒。