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土星南极长出十边形:它比北极六边形移动得更快

|作者: QUASA 编辑团队|2 分钟阅读| 4
土星南极长出十边形:它比北极六边形移动得更快

2026年9月2日,NASA/ESA哈勃空间望远镜观测首次确认,土星南部极区出现了一道大型、规则的十边形大气波。ESA/Hubble观测通报 显示,研究人员从2023年的哈勃资料中找到较弱的早期迹象,随后看到轮廓逐渐增强;这也是土星南半球首次发现大型规则多边形急流结构。

这个十边形不是固体表面上的地貌,而是嵌在高速急流中的移动波形。2026年9月2日发布的 美联社独立报道 称,它的一条边超过1.67万公里,整体以约每小时10公里向东漂移,而长期存在的北极六边形近乎静止;研究负责人当时能确认十边形仍然存在,但无法确定它会稳定下来还是消散。

它不是地貌,而是急流中的大气波

土星南纬约63度急流中的十边形大气波延伸至多个高度

“十边形”描述的是云层和霾层勾勒出的波动边界。土星没有可供这种图案附着的固体表面;高速东西向气流发生弯曲后,波峰与波谷沿极区排列,从极地投影视角看起来便像十条相连的直边。

哈勃用不同波长探测不同高度的云层与霾层,在多个大气层次都辨认出了相应结构。这表明十边形具有垂直延伸,并非单层云顶偶然形成的明暗花纹。不过,不同波长下轮廓位置略有偏移,说明各高度的结构并不完全重合。

十条边也不是同样清楚。早期资料中的部分顶点和直边对比度较弱,后来才变得更容易辨认;目前各段轮廓仍有明显的强弱差别。科学家因此把它描述为正在演化的波,而不是已经定型的规则图案。

连续观测证明它是近年显现的新结构

2023年至2025年土星南极十边形轮廓逐渐增强

研究结论并非来自一张照片。天文学家长期寻找北极六边形在南半球的对应结构,但此前的哈勃资料以及2004年至2017年运行的卡西尼号观测,都没有显示同样持久的南极多边形。

随着土星季节和观测角度改变,南部极区重新朝向地球。研究团队回看连续资料后发现,2023年的哈勃图像已经包含微弱的边和顶点;地面观测者此后辨认出起伏云带,2025年的地面图像和哈勃极区图像则让十边形轮廓变得清楚。

因此,标题中的“长出”指的是这道大气波在此前未见的阶段形成并逐步显现,并不意味着它在消息发布当天突然出现。现有资料能限定发现和增强的过程,却还不能确定波动开始形成的确切时刻。

移动更快,指的是图案漂移而非风速

南北两种结构最直观的动力学差别,是十边形相对于土星参考自转持续东移,六边形则近乎固定。巴斯克大学研究通报 给出的十边形整体漂移速度约为每小时10公里,承载它的急流峰值却接近每小时400公里;十个顶点还以约32天为周期在经度方向摆动。

这两个速度测量的不是同一对象。较快的数值属于流过该区域的空气,较慢的数值追踪整个波形相对于土星经度的迁移,就像波纹可以用不同于水流的速度传播。因而,标题所说“移动得更快”只比较南北两个多边形图案的漂移,不能理解为南极风速一定高于北极。

东向漂移本身也不足以证明十边形不稳定。更有分量的证据是:它近年仍在增强,各边对比度不均,顶点还会围绕平均位置摆动。这些现象共同说明其动力学状态比北极六边形更活跃,但“尚未稳定”目前仍是基于观测特征的判断,不是已经验证的最终结论。

南北极多边形的四项差别

土星北极稳定六边形与南极移动十边形的差异
  • 出现记录:北极六边形在旅行者号20世纪80年代初取得的资料中被识别,持续可见超过40年;南极十边形目前只能追溯至2023年的微弱迹象。
  • 形状与尺度:北部结构有六条边,南部结构有十条边;南极十边形的一条边超过1.67万公里,已经长于地球直径。
  • 图案漂移:北极六边形相对于土星参考自转近乎静止,南极十边形则以约每小时10公里向东迁移。
  • 观测稳定性:北极结构数十年来保持清楚、稳固的轮廓;南极结构的边缘强弱不一,顶点摆动,近几年仍在变得明显。

两者也有明确共同点:都是与强劲东西向急流相连的行星尺度波。新发现说明北极六边形并非土星唯一的多边形大气结构,但不能据此外推两者具有完全相同的形成机制。

季节带来了观测窗口,成因仍未确定

土星南半球重新转向地球,使十边形更容易被观测,但可见度变化不等于季节直接制造了它。太阳辐射随季节改变是否触发或强化了这道波,目前仍是假说;此前没有看见,也不能单独证明当时一定不存在较弱结构。

简化的大气模型能够在急流受到周期性扰动或邻近涡旋影响时产生类似多边形波动。这说明十边形在物理上可能由不止一种过程形成,却无法仅凭外形判定土星上实际发生了哪一种。科学家也还不知道它是深扎于大气内部,还是主要局限在较浅的云层和霾层。

后续观测将重点追踪整体漂移、顶点摆动、轮廓强度以及不同高度的风速和温度。如果各边逐渐均匀、漂移趋稳,十边形可能发展为长期结构;如果轮廓扭曲或消失,它更可能是一段短暂的大气过程。现阶段可以确认的是十边形仍在、移动快于近乎静止的北极六边形,其寿命和最终形态仍无答案。

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