百年风暴？这是它们在土星上持续的时间

五毒男孩又

在光学影像中，土星的带状大气似乎平滑地从一种颜色转变为另一种颜色。但是在这里看到的无线电光中——VLA数据覆盖了土星的卡西尼图像——这些带的独特性质是显而易见的。科学家利用VLA数据更好地了解了这个气体巨人大气中的氨，并了解到巨型风暴将氨从高层大气转移到低层大气。鸣谢:达格内洛(NRAO/AUI/国家科学基金会)，I .德佩特等人(加州大学柏克莱分校)

据加州大学伯克利分校（罗伯特·桑德斯）：太阳系中最大的风暴，一个10，000英里宽的反气旋叫做大红斑，数百年来一直装饰着木星的表面。

一项新的研究表明，尽管土星比木星更加暗淡，色彩更少，但它也有持续时间长的巨型风暴，对大气层深处的影响持续了几个世纪。

这项研究是由加州大学伯克利分校和密歇根大学安娜堡分校的天文学家进行的，他们观察了来自地表以下的地球无线电辐射，发现了氨气分布的长期中断。

这项研究发表在今天的《科学进展》杂志上。

土星上大约每20到30年发生一次巨型风暴，类似于地球上的飓风，尽管要大得多。但与地球上的飓风不同，没有人知道是什么导致了土星大气中的巨型风暴，土星大气主要由氢和氦组成，含有微量的甲烷、水和氨。

“了解太阳系中最大风暴的机制将飓风理论放在更广阔的宇宙背景下，挑战我们当前的知识，拓展地球气象学的界限，”主要作者李成说，他是加州大学伯克利分校前51 Peg b研究员，现任密歇根大学助理教授。



2015年5月VLA号拍摄的土星无线电图像，减去了土星及其光环发出的较亮的无线电辐射，以增强大气中不同纬度带之间较暗的无线电辐射的对比。由于氨阻挡了无线电波，明亮的特征表明氨耗尽的区域，VLA可以看到大气中更深的地方。北纬的宽亮带是2010年土星风暴的后果，它显然耗尽了氨冰云下方的氨气，这就是我们用肉眼看到的。致谢:R. J .索特和I .德佩特

加州大学伯克利分校天文学和地球及行星科学荣誉退休教授Imke de Pater四十多年来一直在研究气体巨星，以更好地了解它们的组成和它们的独特之处，他在新墨西哥州使用Karl G. Jansky甚大阵列探测来自地球深处的无线电发射。

“在无线电波长上，我们在大行星的可见云层下面进行探测。由于化学反应和动力学会改变行星大气的组成，因此需要在这些云层下面进行观察，以限制行星的真实大气组成，这是行星形成模型的关键参数，”她说。“无线电观测有助于描述全球和局部范围内大行星大气中的动力学、物理和化学过程，包括热传输、云的形成和对流。”

在这项新的研究中，de Pater，Li和加州大学伯克利分校的研究生Chris Moeckel在这颗行星的无线电发射中发现了一些令人惊讶的东西:大气中氨气浓度的异常，他们将这种异常与地球北半球过去发生的特大风暴联系起来。



在卡西尼号飞船于2011年2月25日拍摄的图像中，一场巨大的风暴主宰了土星平淡无奇的表面，这是在这颗行星的北半球首次探测到这场强大的风暴大约12周后。当它环绕整个地球时，大风暴被认为超越了它自己。天文学家在大气深处发现了数百年前发生的特大风暴的后遗症。深色条纹是土星环的阴影。鸣谢:美国航天局/JPL/空间科学研究所

根据该团队的说法，氨的浓度在中纬度较低，就在最上面的氨-冰云层之下，但在较低的海拔高度，即大气中100到200公里深处，氨的浓度变得丰富。他们认为氨是通过沉淀和再蒸发过程从高层大气输送到低层大气的。更何况那种效果可以持续几百年。

这项研究进一步揭示了，尽管土星和木星都是由氢气构成的，但这两个气体巨星明显不同。虽然木星确实有对流层异常，但它们与它的区域(白色带)和环带(黑色带)有关，不像土星那样是由风暴引起的。这些相邻的气体巨星之间的巨大差异正在挑战科学家们对气体巨星和其他行星上巨型风暴形成的了解，并可能告知未来如何在系外行星上发现和研究它们。