土星現季節性能量失衡
太陽系幾大亮行星“金木水火土”之一的土星,自古為人所知。它的英文名“Saturn”來自羅馬神話中農神之名,這與其以“土”命名的中文名字似有暗合。
日前,來自美國、法國和西班牙的科學家利用“卡西尼”號探測器提供的資料,發現土星上存在巨大的季節性能量失衡。這是科學家首次在一個氣態巨行星上觀察到此類季節性全球能量失衡。這一發現為研究行星氣候與進化提供了新線索,並對現有太陽系氣態巨行星的氣候模型提出了挑戰。
一般而言,太陽光貫穿整個太陽系,照射到的一切物體都充滿了能量,行星則會以熱輻射的形式將能量散失到太空中。在包括土星在內的氣態巨行星中,也有一種能量源在內部深處攪動,從內部影響行星的氣候。此次美國、法國和西班牙的科學家組成的研究團隊指出,每顆行星都從太陽輻射那裡獲得能量,並發出熱輻射而損失能量。但最新研究顯示,土星等氣態巨行星還存在另一種能量輸入,即影響其熱結構和氣候的深層內部熱能。土星上的能量失衡源於土星軌道離心率的顯著變化:從土星軌道上離太陽最遠的遠日點到軌道上離太陽最近的近日點,軌道離心率改變了近百分之二十,導致吸收的太陽能量出現巨大的季節性差異。與土星不同,地球的軌道離心率很小,不會出現顯著的季節性能量失衡。
“卡西尼”號探測器提供的資料還表明,土星上巨大的能量失衡對土星大風暴的發展起着關鍵作用。大風暴是土星大氣系統中的主要天氣現象。這些資料也有望說明科學家更好地了解地球上的天氣。
研究人員指出,目前關於氣態巨行星的大氣、氣候和進化的模型和理論都認為,整個星球的能源是平衡的。發現土星上存在這種季節性能源失衡,意味着人們需要重新評估這些模型和理論。此外,天王星上也可能存在嚴重的能量失衡,科學家們計劃在未來十年內開展相關探測任務。據悉,天王星是太陽系八大行星中的第七個行星,介於土星與海王星之間,是太陽系中唯一躺着運轉的行星。英國一項研究發現,天王星隨季節變換會呈現不同顏色。它與太陽的距離非常遙遠,太陽光從太陽發出到達天王星需要經過二點七小時之久。八十四年圍繞太陽公轉一圈,夏至和冬至時顏色偏綠,春分和秋分時顏色偏藍。而其顏色差異與其大氣中甲烷的含量相關。目前,研究團隊對於天王星如何存在能量失衡,仍有待進一步探索分析。
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