哈勃太空望远镜已确认新的“辐条季节”将于。
这是土星年的时间,以春分点为中心,此时神秘的放射状污迹,就像车轮的辐条,出现在土星环上。
究竟是什么导致了这些辐条尚不清楚,但它们的重新出现,再加上哈勃行星观测计划,将为更详细地研究它们提供机会。
科学家们希望不仅要弄清楚这些辐条是什么,还要弄清楚为什么它们只季节性地出现,并在土星一年中的某些时间消失和重新出现。
“得益于哈勃的 OPAL 计划,该计划正在建立太阳系外行星的数据档案,我们本季将有比以往更长的专门时间来研究土星的辐条,”行星科学家艾米·西蒙说美国宇航局的。
我们首先在分别于 1980 年和 1981 年飞越土星的两个航行者探测器的图像中发现了土星的辐条:临时的条纹和污迹通常表现为放射状特征,在绕土星运行时随土星环移动。
进一步的观察和分析发现了更多的奇怪之处。 辐条通常从上面看起来很暗,而从下面看,它们通常看起来很亮,而且它们并不总是在那里。
通常,辐条仅在土星的春季和秋季出现(以春分为中心的八年期间),并在夏季和冬季消失(以夏至为中心的时期)。
土星在很多方面与地球有很大不同,但在某一方面,这两颗行星很相似。 两者都相对于其轨道平面有显着的轴向倾斜; 对于地球来说,这个倾斜度是23.45度,对于土星来说,它是26.73度。
这种倾斜赋予了地球季节。 当我们的星球绕太阳运行时,北半球和南半球接收到的阳光或多或少,具体取决于它们是朝向还是远离太阳倾斜。
倾斜最深的点是夏至,发生在夏季和冬季。 相对于太阳倾斜度最低的时间被称为春分,发生在春季和秋季。 土星也有这个,但它也有光环,而且它们也倾斜。 土星环在至日时向太阳倾斜,而在春分时,土星环几乎是边缘倾斜的。
由于土星距离太阳太远,因此它的年份也更长。 土星绕太阳公转一周需要29年,每个季节约为7年。
数十年的观察表明,辐条通常在春分前四年左右开始出现。 土星的下一次春分预计将在 2025 年发生,因此“辐条季”预计将在 2021 年某个时候开始。
“尽管卡西尼号任务多年来进行了出色的观测,但轮辐季节的精确开始和持续时间仍然不可预测,就像预测飓风季节期间的第一场风暴一样,”西蒙解释道。
哈勃一直在开展外太阳系行星的观测活动,即外行星大气遗产 (OPAL) 计划,因此西蒙和她的团队利用这些数据来寻找 2021 年和 2022 年哈勃观测中的辐条迹象。按计划,辐条将于 2021 年出现。
然后,在 2022 年 9 月的数据中,该团队跟踪了 11 小时内的辐条。 辐条季节已经真正开始。
至于造成它们的原因,科学家们有一些想法。 来自包括航行者号在内的多项任务的数据表明,辐条本身是由来自环的灰尘颗粒组成的,这些灰尘颗粒与环中的冰块分离并单独悬浮。 它可能是这导致他们这样做。
当太阳风与土星磁场相互作用时,它会产生一个带电环境,有点像一个巨大的范德格拉夫发电机。 这可能会影响土星环中的带电尘埃粒子,导致它们通过静电粘附在一起,暂时在土星环中形成更密集的尘埃斑。
但尚不完全清楚这是否确实正在发生或为什么它是一种季节性现象。 哈勃望远镜未来几年的数据可以帮助科学家解开这个谜团。
“只要该设施仍在运行,哈勃 OPAL 计划就会继续其年度土星观测节奏,”研究人员写道,“地面望远镜也应该很快就能看到辐条。”
他们的研究结果发表在地球物理研究通讯。