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卡西尼號捕捉土星風暴的影像與聲音

2011/07/13 | | 標籤:

科學家分析由卡西尼號(Cassini)太空船近距離觀測的資料,首度揭開土星北半球巨大風暴的細節。

卡西尼號於2004年底達土星後,開始環繞土星公轉,成為土星的人造衛星。這艘太空船第一次是在2010年12月5日觀察到這個風暴,之後持續觀察風 暴的進展。這個風暴大約位在土星北緯35度,目前已經發展到幾乎環繞土星一圈,面積相當於8倍的地球總表面積,相當於40億平方公里那麼大了!這比卡西尼 號於2009~2010間曾觀察到的最大風暴還大500倍左右。不過哈柏太空望遠鏡曾在1990年升空後,捕捉到一個與此番差不多規模的土星大風暴。

科學家研究卡西尼號電波與電漿波科學儀器的觀測資料,研究土星風暴中的閃電所發出的聲波,並分析卡西尼號於2010年12月至2011年2月所拍攝的風暴影像,結果顯示閃電頻率比其他土星風暴還多出10倍以上。

土星的氣候與地球或木星不同,通常是平穩寧靜個幾年之後,突然猛烈爆發。在風暴最劇烈的時候,每秒至少可產生10次以上的閃電;有時即使以毫秒的時間解析度來看,太空船上的電波與電漿波科學儀器甚至仍無法解析出每次個別的閃電訊號。科學家利用3月15日觀察到的資料,做出一段聲音檔;不過這段時間已經算是比較沒那麼劇烈的時期。

卡西尼號進入土星軌道之後,至少偵測到10個有發生閃電的風暴,因為當時土星南半球處於夏季,陽光直射南半球且沒有光環陰影的遮蔽。這些風暴發生地點 通常在所謂的「風暴巷(Storm Alley)」上。不過從2009年8月開始,太陽直射位置逐漸北移至赤道而使土星北半球進入春季。這個巨大風暴的誕生,讓科學家驚訝的看到:季節轉換與 太陽光照射,是如何劇烈改變土星的天氣狀況。科學家已經藉由卡西尼號近距離地觀察土星風暴長達7年之久,所以追蹤一個與其他風暴截然不同的風暴,已經讓這 些科學家們碰觸到答案的邊緣。

其實這次的研究成果來自一個「土星風暴監視(Saturn Storm Watch)」的聯合活動,在規劃的觀測時間內,讓卡西尼號監視土星風暴最可能出現的位置。因此,當卡西尼號上的電波與電漿波科學儀器偵測到第一個閃電訊 號時,規劃的卡西尼號上相機觀測位置也剛好指向相同之處,得捕捉到一個規模不大但非常明亮的雲朵。由於無法即時完成影像分析工作,該聯合活動成員送出一個 相關通知給全球的業餘天文社團,希望能收集更多影像。業餘愛好者提供的大量土星影像,幫助這些科學家追蹤風暴的快速發展狀況。

資料來源:Cassini Captures Images and Sounds of Saturn Storm [2011.07.06]

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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