美國與歐洲科學團隊利用韋伯太空望遠鏡(JWST),在土星北極六邊形風暴上空意外發現串珠般的暗色結構。這些神秘「暗珠」漂浮於電離層之中,與下方不對稱的星形氣流呼應,連專家都承認「完全無法解釋」。這一發現為行星大氣研究再添懸念。

這一發現成果已於8月28日刊登在《地球物理研究快報》(Geophysical Research Letters)。團隊通過JWST的近紅外光譜儀(Near Infrared Spectrograph, NIRSpec),對準土星北極六邊形風暴上空進行觀測。原本科學家預期能看到紅外波段的常規輻射,卻意外發現串珠般的暗色斑點,分布在電離層的等離子體中,並伴隨平流層中的不對稱四臂星形結構。

這些「暗珠」彼此間隔遙遠,但可能互相關聯;而在平流層的星形圖案中,最強的一條星臂似乎與電離層中最暗的珠狀結構相對應。

土星北極的六邊形風暴最早於1980年由「旅行者號」(Voyager)探測器發現,隨後由「卡西尼號」在2004至2017年間進行詳細記錄。這股巨大的六邊形氣流塔直徑約2.9萬公里,每10小時完成一次旋轉,至今仍是行星氣象學未解之謎。

此次JWST的觀測重點鎖定在名義表面上方600至1,100公里之間的平流層與電離層。望遠鏡在連續10小時的監測中,追蹤了帶正電的氫分子(H3+)及甲烷分子,從而揭示出這些異常結構。

「這個結果完全出乎意料,這些特徵此前從未被觀察到,目前也完全無法解釋。」英國諾森比亞大學(Northumbria University)天文學教授湯姆‧斯塔拉德(Tom Stallard)在公開聲明中指出。

他認為,「暗珠」可能源自土星磁層與自轉大氣之間的複雜交互作用,或能揭示推動極光的能量交換過程。「耐人尋味的是,電離層中最暗的珠狀結構似乎與平流層裏最強的一條星臂對齊,但我們仍無法確定兩者是否真的相關,還是僅僅是巧合。」

研究團隊計劃進一步觀測,探討這些結構對土星大氣的影響。由於土星正值春分,隨著太陽角度改變,大氣結構可能會出現劇烈變化。#

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