土星上的“龙形风暴”

　　这幅影像是由卡西尼号太空船所拍摄，过程中运用了近红外波段的滤镜(用来感测甲烷气体的含量分布)，并经假色处理而成。影像上方含有大量甲烷的云层呈现红色，表示云层位于大气较深的地方。灰色表示较高的云气，棕色表示中海拔的云层。土星环呈现蓝色的原因在于，土星环与相机间并没有存在甲烷气体。影像中央有着手臂状延伸的复杂构造被称为“龙形风暴”，位于南半球一个被称为“风暴巷道”(storm alley)的区域。这个区域在去年卡西尼号观测时，发现许多激烈的暴风活动，因而得名。

　　在2004年7到9月间，研究人员发现“龙形风暴”是个强力的无线电波放射源，发出的无线电波与地球上因为闪电而产生的静电喷发非常类似。卡西尼号监测到当“龙形风暴”」由土星暗面的地平面升起时，才会有“无线电波喷发”产生；“龙形风暴”由暗面转到阳光照射面时，“无线电波喷发”便停止了。在数周之内，土星每次的自转都可以观测到这种现象，此一周期现象意味着：“龙形风暴”与“无线电波喷发”之间，必定存在某种关系。科学家推测“龙形风暴”与地球上的风暴一样，是个能产生电极性的大型雷暴，而其能量的供给则来自于土星大气的深层。

　　为何“无线电波喷发”会起始于“龙形风暴”位于土星暗面，而终止于“龙形风暴”进入阳光照射面？一种可能的解释为：产生雷电的区域位于“龙形风暴”云带的东侧，相对于较高云层，云带则是向东移动。如果是这种状况的话，产生雷电的区域将会在暗面时浮出而显现，在阳光照射面隐没于较高云层中而消失。此说法可以解释“龙形风暴”与“无线电波喷发”间的时间相关性。

　　“龙形风暴”让人感到兴趣的另一个原因是：检查每个月土星大气的观测影像，发现“龙形风暴”与一个先前形成的、大型且明亮的对流风暴的位置相似。换句话说，“龙形风暴”可能是个存在于大气深层很久的风暴，周期性的喷发出明亮的白色丝状构造。一幅于2004年6月拍摄的影像显示，它与某次强烈的“无线电波喷发”有关。另一幅2004年3月的连续观测影像中显示，由主要风暴的手臂状构造中，分裂出三个暗色的卵状结构。其中两个在后来逐渐地融合在一起；较北边的云带则将第三个带向西边，后来在卡西尼号的追踪观测中消失了。其它类似的小型风暴也逐渐地产生，然后消失在南北两侧的云带之中。

　　这些小型的风暴似乎是巨型大气结构（包括大型的卵状结构以及往东西两侧流动的云带等）的食物。如果小型风暴确实是由大型风暴产生，那整个循环刚好形成一个由大气深层获取能量的食物链，并且刚好维持整个巨型云带构造。

　　卡西尼号将会持续观测“龙形风暴”的“无线电波喷发”，以及其它类似的现象。天文学家相信，在接下来两三年的卡西尼任务中，将可以为“无线电波喷发”与风暴形成融合的疑团找出解答。

　　来源：北京天文馆