本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
当涉及到外行星的大气活动时,木星请靠边站。土星似乎拥有那些华丽的光环还不够,它绝对通过在行星的两端展示一些奇异的大气活动来吸引所有人的注意:极地风暴,一个有独眼巨人般的眼睛,另一个形状像一个六边形。
这个奇特的六边形风暴,最近由卡西尼号拍摄到它围绕土星北极旋转,并非转瞬即逝的现象,也不是那种幸运的、适合拍照的时机,即一个动态事件恰好呈现出独特的、精确的形状,而这只能是巧合。相反,这个六边形的漩涡早在1980年就被旅行者号宇宙飞船拍摄到——重点在于:它仍然在那里。风暴不应该有直线和锐角——至少在地球上不是这样。我想这就是通过所有这些太空探索活动来扩展我们科学视野的乐趣所在。
现在判断土星大气层中这个神秘的特征是否具有木星的大红斑的持久性还为时过早,天文学家已经观察到大红斑超过400年。但是,如果这个奇怪的特征能够持续四分之一世纪,那么一定有一些动态的物理过程在起作用,而这些过程还有待发现。但是,在想知道这到底是什么东西时,我并不孤单。喷气推进实验室的大气专家和卡西尼号可见光和红外绘图光谱仪团队成员凯文·贝恩斯对此有话说:
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“这是一个非常奇怪的特征,以精确的几何形状呈现,有六条几乎相等的直线边。我们在任何其他行星上都没有见过这样的东西。事实上,土星的浓厚大气层通常被圆形波和对流单元所主导,这可能是在这里看到这样一个六边形几何图形的最不可能的地方,但它却在那里。”
请记住理查德·道金斯的观察,即宇宙并不欠我们意义,看到这种大气异常现象会让人联想到太阳系和地球上的其他现象,这些现象巧合地呈现出我们通常认为仅具有拟人来源的精确形状和形式。地球和天空中的许多物体和特征都以日常结构命名,例如,环状或哑铃星云。但是,尽管超新星爆发出的气体呈现出环状或扇形激发了人们的想象力,但它更多的是在奉承,而不是挑战我们对我们能够创造什么以及一团气体不能创造什么的看法。我们将马头星云和猫眼星云之类的物体归因于巧合。这就像在慵懒的夏日看着云彩,试图从它们不断变化的形状中找出物体一样。当我们观察宇宙时,我们也在做同样的事情,但是我们看到的气体云给了我们很长的时间(数亿年)来分享和享受它们当前的、虽然几乎不是永久的巧合形状。这种情况也发生在地球上:例如,意大利半岛的形状——在这一地质时刻,真的就像一只靴子。还有基于较亮的陆地和较暗的月海位置的亘古不变的“月亮上的人”,或者维京1号轨道飞行器的“火星上的人脸”图像。一些印象,例如后者,依赖于较差的相机分辨率和人类在没有的地方寻找东西的需求,而另一些印象,例如月球的“脸”,则依赖于使我们产生星座的同一种健康的人类想象力。
但是这个六边形风暴……一个六边形?由大气环流形成?我想,如果它像木星的大红斑那样纵向地绕着行星移动,那就更不可思议了。但是,它仍然显得太几何了,不像是风暴或环流。如果它是火星上的一个六边形陨石坑,我可能会更容易接受它。看看土星的另一个极点。飓风般的漩涡——类似于地球的极地环流,并带有一个令人安心但又怪异的涡旋眼——从我以地球为中心的角度来看,更容易接受。
自从旅行者号最初发现这个六边形以来的这些年里,科学家们一直在思考这个大气特征是什么。自从发现这个特征——大约是地球的四倍大,直径约为15,000英里(25,000公里),并延伸到云顶以下60英里(100公里)——以来,一些行星科学家推测它是一个静止的罗斯比波。另一些人则推测,这场风暴可能与土星的无线电辐射或极光活动有关,但随着新的图像和数据出现,这些解释不再受青睐。
随着卡西尼号在未来两年内更多次飞过土星北极,该区域将从为期七年的冬季中解脱出来;更多的图像和数据可能会帮助困惑的科学家找出这种独特形状的奇异现象背后的过程。但这并不能保证。当卡西尼号的所有数据都收集完毕时,它可能仍然是一个谜,需要未来几十年进一步探索。
如果这个特征被证明是持久的,那么看着研究人员提出理论将是一件令人着迷的事情。它不仅会让太阳系变得更加陌生,甚至可能帮助他们找到解决第六颗离太阳最近的行星的另一个谜团——它的自转速度。
与此同时,听到关于它的所有阴谋论将会很有趣——请让“火星上的人脸”靠边站。我迫不及待地想在超市的队伍中看到关于外星人操纵土星的说法。也许《2001太空漫游》中的探险家去错了气态巨行星:你看,如果你把巨石正确地重叠起来,你就可以创造一个六边形……并且想象一下,如果在土星上发现的是一个五边形。
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图片来源:NASA/JPL/亚利桑那大学