科学家揭晓土星南北极射电波频率差异之谜

ミ幻听⑧缎锦ㄣ · 发表于 2013-9-19 14:56:11

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2009年，哈勃望远镜拍摄的土星，观测显示其两极存在波动状极光

　　据美国太空网报道，近日天文学家称，美国宇航局“卡西尼”探测器最新发现土星南北极释放的自然电波信号存在着明显差异，这将影响科学家对土星自然日的计算。同时，这种差异性还不止如此。
　　这是一种由土星自转控制的信号变化，随着时间发生显著变化，与土星的季节同步。美国爱荷华大学的唐-古内特说：“这些观测数据显示土星是一颗非常奇特的行星，此前我们认为这颗行星的射电波信号符合气态巨行星，因为木星的射电波信号就符合预期。如果没有卡西尼探测器长期的勘测，科学家不会理解土星所释放的射电波信号会存在差异。”
　　土星变得更加神秘奇特
　　土星喷射的射电波也被称为“土星千米波辐射(SKR)”，但是人们的耳朵却无法听到该频段的无线电波，卡西尼探测器却能探测到。该探测器的观测数据显示这种射电波听起来如同刺耳的空袭警报，且随着土星的自转周期而发生声调变化。卡西尼探测器科学家曾使用技术手段将土星射电波信号转换成为人耳能接收的信号。
　　科学家通过观测木星射电波类型进而测量出该行星的自转周期，但是土星的状况更加复杂，使得该测量变得很棘手。上世纪80年代，美国宇航局“航海者”航天器掠过土星上空，对土星千米波辐射勘测结果显示该行星自转周期约10.66小时，也就是土星自然日的长度为10.66小时。然而此后的探测器，比如：“尤里西斯”探测器和卡西尼探测器曾发现这一数值存在数秒至数分钟的差异。
　　其它卡西尼探测器观测显示，千米波辐射并非是“独奏曲”，实际上是“二重奏”，这颗行星存在不同步的两种“歌声”。研究人员称，土星北极释放的射电波信号周期为10.6小时，而从南极释放的射电波信号周期却为10.8小时。
　　近期，科学家发现土星变得更加怪异了，2010年12月，古内特和研究小组发表研究报告记录了2010年3月土星南北半球千米波辐射数据，数据显示土星南半球射电波周期逐渐缩短，而北半球则逐渐增长，在2010年3月份两极射电波周期差不多接近，平均数值为10.67小时。同时，此类现象也出现于2009年8月份土星春分时节，当时太阳光直接照射在土星赤道，当南北半球射电波辐射周期达到一致时，该变化的趋势持续，南半球千米波辐射周期继续变短，而北半球千米波辐射周期继续延长。
　　回顾土星观测信号
　　当科学家观测奇特的射电波信号时，便回顾审核此前的土星观测数据。他们发现自1980年以来“航海者”航天器曾出现类似的现象，同时，在1993-2000年间，“尤里西斯”探测器也出现了类似的情况。
　　在以上两种探测器观测数据中，土星南北两极释放射电信号存在着差异，同时，类似最新观测的周期交会现象也存在于一年的周期中。研究人员称，该现象可能是由于土星南北球高空风流变化引起的，而包裹整个行星的磁场圈——磁气圈在这一过程中也起到重要作用。
　　在另一项研究中，研究人员使用美国宇航局哈勃望远镜的土星南北极极光观测数据发现极光出现波动变化，变化值与土星千米波辐射规律相吻合。此外，另一项研究显示土星南北两极上空的磁场变化与极光和射电波喷射变化相符。
　　英国莱斯特大学的斯坦利-考利说：“来自太阳的带电粒子雨会冲击土星大气层，产生美丽的极光，也同时产生射电波辐射，对土星磁场构成一定的影响。因此，我们认为所观测到的这些变化可能与太阳有关。”
　　据了解，美国宇航局卡西尼探测器于1996年发射，2004年抵达土星轨道，它还携带欧洲宇航局的“惠更斯”号登陆器。2008年，卡西尼探测器顺利完成了对土星、光环和卫星的勘测任务，此次该探测器的勘测任务又被两次延长，目前卡西尼探测器将持续执行探测任务至2017年。