哈勃望远镜探测到土星环轮辐季节开始

土星B环有些斑点和深色或浅色条纹称为轮辐(Ring Spoke),可能与尘埃及行星磁场相互作用有关。轮辐会周期性出现,持续时间约8年。如同地球,土星自转轴倾角为26.73度,使土星也有四季,但因土星离太阳更远,绕太阳公转一圈需29.45年,一季约7年长。经数十年观察,轮辐通常在春分前约4年出现。土星下一个春分点是2025年,故轮辐会于2021年某时候出现。从2022年9月哈勃观测数据,团队关注到轮辐,轮辐季节真正开始。

哈勃望远镜2022年9月拍的轮辐图片。(Source:论文)

通常轮辐仅于土星春季和秋季出现,即以春分点和秋分点为中心的8年间,并在夏季和冬季消失。1980年代初期航海家计划首次观测到轮辐,这些短暂又神秘的特征会据照明和视角不同,呈现暗淡或明亮。进一步观察和分析后发现更多奇怪之处,轮辐从上面看通常很暗,从下面看就亮多了,且并非都在同个位置。

1981年航海家2号拍摄的土星环,横向暗影条纹即为轮辐。(Source:NASA)

研究人员表示哈勃“外行星大气遗产计划”(Outer Planet Atmospheres Legacy,OPAL)正在创建太阳系外行星文件,表示比以往任何时候都要长的时间来研究土星环轮辐。土星环轮辐上次出现是2009年,当时卡西尼号正绕木星近距离观测,尽管卡西尼任务执行多年成果出色,轮辐季节确切开始时间和持续多久仍无法预测,如同预测台风季第一个风暴何时出现般困难。航海家探测器远去后,卡西尼号任务2017年完成,哈勃继续观测土星和其他外行星。

至于轮辐是什么原因造成,科学家认为可能是土星可变磁场、行星磁场与太阳风相互作用,形成带电环境。这些带电粒子撞击地球大气层时,北半球可看到极光。轮辐由尘埃颗粒组成,天文学家认为尘埃大小冰环颗粒也会带电,使这些颗粒悬浮在其他较大冰颗粒和巨石之上。轮辐是否也会发生于其他行星行星环尚不清楚,且为什么是季节性出现?看来轮辐确切成因仍需更多研究,但重新出现加上哈勃OPAL计划,可提供更详细研究机会。研究成果发布于《Geophysical Research Letters》期刊。

(首图来源:NASA)