[圖文]『卡西尼』探測器發現土星北極和南極釋放射電波信號存在差異

美國宇航局『卡西尼』探測器發現土星北極和南極釋放的射電波信號存在著顯著差異,該差異可影響科學家測試的土星自然日長短。

















美國宇航局『卡西尼』探測器發現土星北極和南極釋放的射電波信號存在著顯著差異,該差異可影響科學家測試的土星自然日長短。





土星南北極射電信號變化是受該行星旋轉影響,同時隨著時間而戲劇性變化,與土星季節同步出現。美國愛荷華大學唐-伯內特是卡西尼射電和等離子體波儀器小組負責人,他說:『該勘測數據顯示土星的奇特性,由於木星南北極射電信號特征非常簡單,我們以氣體超大質量行星的標准來理解此類射電波類型,如果沒有卡西尼探測器的長期勘測,科學家並不會認為從土星噴射的射電信號會如此不同。』



土星變得更奇特



土星噴射的自然射電波也被稱為『土星千米輻射』,雖然人類耳朵無法聽到這種射電波,但卡西尼探測器勘測到該信號卻是『空襲警報』,且隨著該行星的每次旋轉而變化。卡西尼探測器分析科學家將不同的土星射電信號轉換成為人類能識別的聽力信號。



研究人員稱,木星射電波觀測數據使科學家能測量出該行星的旋轉速率,但是土星的狀況更加復雜。當美國宇航局『海盜號』航天器於上世紀80年代初勘測土星時,該行星的土星千米輻射射電觀測數據顯示土星一天的長度為10.66小時,但之後其它航天器——『尤裡西斯』和『卡西尼』探測器發現射電信號秒至時間的變化程度。



其它卡西尼探測數據顯示,土星千米輻射並不是『獨奏曲』。它實際上是『雙重奏』,土星的兩種『歌聲』是不同步的。從土星北極釋放的射電信號顯示土星一天長度為10.6小時,而來自南極釋放的射電信號顯示土星一天長度為10.8小時。之後的勘測變得更加神秘奇特,2010年12月,伯內特和同事通過卡西尼探測器觀測到2010年3月土星南極和北極的千米輻射數據,南極射電信號穩定地逐漸減少,北極射電信號則逐漸增加,3月末,南北極平均射電數據顯示土星一天長度為10.67小時。



研究人員稱,這一事件發生於7個月前的2009年8月,當時太陽直接照射在土星赤道,同時出現南極射電信號穩定地逐漸減少,北極射電信號則逐漸增加。



回顧土星射電信號



卡西尼探測器科學家觀測到奇特的射電信號後進一步回顧分析之前的土星射電觀測數據,他們發現類似的射電信號出現於1980年『海盜號』航天器的觀測數據,同時也出現於1993-2000年間的『尤裡西斯』探測器觀測數據。



研究人員稱,在以上情況中,土星南北極的噴射射電信號存在著差異。同時,在土星春秋季時分,射電信號的差異性最明顯。這究竟是怎麼回事?卡西尼探測器科學家並不認為兩極射電周期的差異性是由於土星兩極旋轉速率不同造成的。



他們強調指出,更可能的是射電信號的變化是由於南極和北極高空風流差異性導致的,土星磁圈也具有較強的影響。在另一項研究中,研究人員使用美國宇航局哈勃望遠鏡的觀測數據發現土星南極和北極極光是由太陽風和土星磁場交互作用形成的,極光在緯度上的往返震動與土星千米輻射信號特征相符。



另一項研究顯示,土星兩極磁場變化與極光和射電波釋放相匹配。卡西尼探測器科學家萊斯特大學斯坦利-考利稱:『土星大氣層的電子雨可產生極光和射電波噴射,可影響磁場。因此科學家認為我們所觀測到的全部變化與太陽對土星的影響相關。』
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