“卡西尼”号土星飓风特写

梁晓鹏

美国航空航天局的“卡西尼”号探测器为科学家提供了绕土星北极旋转的巨大飓风的近距离可见光景象。

在高清晰度照片和录像中，可以看到飓风眼大约有2000千米宽，是地球上飓风眼平均宽度的20倍。飓风外端轻薄明亮的云层以每秒150米的速度运行。该飓风按照一个被称为六边形的巨大神秘的天气模式旋转。

“卡西尼”号成像小组的成员安德鲁·因格索尔说：“当我们看到这个旋涡时，因为看上去跟地球上的飓风差不多完全相同，所以一开始我们并没什么反应。但是过了一会儿我们才恍然大悟，因为这是在土星上，其规模更大。”

科学家将研究该飓风，以便深入理解地球上因温暖海水而形成的飓风，虽然在土星大气高空云层附近还没有发现水体。了解这些土星风暴如何利用水汽，就能够让科学家知道地球上的飓风产生和持久的深层机制。

地球上的飓风和土星北极旋涡的中央都有一个无云或少云的眼，其他类似特征包括形成高云层的眼壁，螺旋状环绕风眼的其他高层云，还有北半球一个逆时针旋转的旋风。

这些飓风之间有一个重大的差异：土星上的飓风比地球上的飓风大很多， 而且旋转速度快得惊人。在土星上，飓风眼壁里的风比地球上飓风级的风快4倍多，地球上的飓风一般会向北移动，因为行星旋转时，其力量作用于迅速旋转的风。土星上的飓风不会移动，它本身就在最北极。

位于弗吉尼亚州汉普顿的汉普顿大学“卡西尼”号成像小组成员邦夫佐柳说：“这个极地飓风没有别处可去，所以这可能就是卡在极地的原因。”

科学家相信，这种巨大的风暴已活动多年。当“卡西尼”号探测器2004年抵达土星系时，土星北极一片黑暗，因为当时正值土星北极冬夜。在此期间，“卡西尼”号的复合红外光谱仪和可视红外绘图光谱仪检测到一个巨大的旋涡，但只有等到2009年8月土星春分时才能进行可见光拍摄，因为直到那时阳光才开始照耀土星北半球。在围绕土星转动的轨道上，“卡西尼”号探测器需要变换视角才可以看到土星两极。

“卡西尼”号每几年会改变其轨道倾角以进行这种观察活动，因为它利用土卫六的探测飞行来改变其轨道角度，倾斜的轨道需要导航仪的细致监测，需要提前仔细规划时间，并做到非常精准地计划行程，以确保探测器有足够的推进剂，使其到达预定轨道邂逅机遇。

位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的美国航空航天局喷气推进实验室科学家、“卡西尼”项目副主任斯科特·埃丁顿说：“在土星北极捕捉到飓风似的风暴是极有可能的，因为‘卡西尼号探测器在不停的运行过程中，沿着倾斜的轨道围绕土星赤道上下循环飞行。从沿着赤道运行的轨道上不容易看清极地区域，然而，‘卡西尼号探测器从不同有利位置观察土星，为我们揭示了更多关于覆盖整个土星云层的奥秘。”