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2011年03月29日09:06 | 中國(guó)發(fā)展門(mén)戶網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫(xiě)信 字號(hào)：T|T

藝術(shù)想象圖：卡西尼探測(cè)器在土星軌道運(yùn)行

詭異的土星

土星會(huì)發(fā)出天然的無(wú)線電波，稱(chēng)為“土星千米波輻射”(SKR)。人耳無(wú)法聽(tīng)到這種頻段的無(wú)線電波，但是卡西尼號(hào)探測(cè)器可以。在它聽(tīng)來(lái)，這就像是一種空襲警報(bào)聲，隨著土星的每次自轉(zhuǎn)而發(fā)生著聲調(diào)的變化。為了更形象的向公眾進(jìn)行展示，卡西尼科學(xué)家們?cè)?jīng)采用技術(shù)手段將土星的“歌聲”轉(zhuǎn)化為人耳能夠聽(tīng)到的音樂(lè)。

對(duì)于木星發(fā)出的此類(lèi)電波的測(cè)算使科學(xué)家們得以計(jì)算其自轉(zhuǎn)周期，然而由于土星的這種復(fù)雜情況，讓這樣的測(cè)算變得非常棘手。

上世紀(jì)80年代，美國(guó)的旅行者號(hào)探測(cè)器飛掠土星時(shí)，也曾對(duì)土星的千米波輻射進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果顯示土星的自轉(zhuǎn)周期大約是10.66小時(shí)。但在此之后，其他探測(cè)器，包括美歐合作的“尤利西斯探測(cè)器”和卡西尼探測(cè)器的測(cè)量則顯示這種無(wú)線電波存在數(shù)秒至數(shù)分鐘的變化。

卡西尼探測(cè)器進(jìn)行的其他測(cè)量還顯示這種土星千米波輻射甚至都不是一種單一的輻射。而是一種二重組合，只是這兩位歌者之間沒(méi)有很好的進(jìn)行同步而已。

研究人員表示，從土星北極附近發(fā)出的無(wú)線電波存在大約10.6小時(shí)的周期，而那些來(lái)自土星南極附近的無(wú)線電波則存在大約10.8小時(shí)的周期。

然而，土星的古怪特性開(kāi)始顯現(xiàn)了。去年12月份，古內(nèi)特及其同事一起發(fā)表了一篇論文，其中包含了卡西尼探測(cè)器在2010年3月份期間對(duì)土星南北半球千米波輻射的記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示土星南半球的無(wú)線電波周期逐漸變短，而北半球則逐漸變長(zhǎng)，而在去年3月份兩者交會(huì)，幾乎達(dá)到一致水平，數(shù)值約為10.67小時(shí)。

這一現(xiàn)象發(fā)生在2009年8月份土星春分時(shí)節(jié)7個(gè)月之后。春分時(shí)，太陽(yáng)光將直射土星赤道。在南北半球無(wú)線電波輻射周期達(dá)到一致水平之后，這種變化趨勢(shì)繼續(xù)延續(xù)，南半球的千米波輻射周期繼續(xù)變短，而北半球的周期繼續(xù)延長(zhǎng)。

土星信號(hào)回顧

目睹這種奇異的交會(huì)現(xiàn)象之后，卡西尼的科學(xué)家們立即翻出了之前積累的訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果他們?cè)?980年代的旅行者探測(cè)器積累的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，而在1993年至2000年之間，尤利西斯探測(cè)器獲取的數(shù)據(jù)中，也能看到這種現(xiàn)象。

在這些數(shù)據(jù)中，土星兩個(gè)半球的無(wú)線電輻射存在差異。并且這兩次歷史探測(cè)所取得的數(shù)據(jù)中，這種奇特的交會(huì)現(xiàn)象同樣存在一年的周期。

那么，這究竟是怎么一回事呢？卡西尼項(xiàng)目組的科學(xué)家們不認(rèn)為這是由于土星南北半球的自轉(zhuǎn)速度存在差異。他們認(rèn)為造成這一現(xiàn)象更可能的情況是土星南北半球高空風(fēng)帶出現(xiàn)的變化。而土星的磁層，即包圍整個(gè)行星的磁場(chǎng)圈，可能也在這一過(guò)程中扮演了重要作用。

在另一項(xiàng)研究中，科研人員使用美國(guó)宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)發(fā)現(xiàn)土星南北極地區(qū)的極光現(xiàn)象似乎存在不同緯度間的還晃動(dòng)。這種晃動(dòng)符合千米波輻射的變動(dòng)特征。土星高緯度地區(qū)的極光現(xiàn)象成因和地球極光相同，都是由于帶電的太陽(yáng)風(fēng)粒子和高層大氣相互作用產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。

除此之外還有一項(xiàng)研究顯示土星兩級(jí)上空的磁場(chǎng)也會(huì)隨著極光和無(wú)線電輻射的變化而相應(yīng)變化。“來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子暴雨沖擊土星，產(chǎn)生了絢爛的極光，它們也同樣產(chǎn)生了這種無(wú)線電輻射，對(duì)土星磁場(chǎng)也會(huì)造成一定的影響。因此，我們認(rèn)為我們所觀察到的這些變化可能都和太陽(yáng)有關(guān)。”來(lái)自萊斯特大學(xué)(University of Leicester)的斯坦利·康雷(Stanley Cowley)說(shuō)。他是卡西尼項(xiàng)目組的成員，同時(shí)也是最近兩篇有關(guān)土星磁場(chǎng)的論文的合著者。

美國(guó)宇航局的卡西尼探測(cè)器于1996年發(fā)射升空，并于2004年抵達(dá)土星軌道。它還攜帶有歐洲制造的惠更斯號(hào)著陸探測(cè)器，后者于當(dāng)年圣誕夜在土衛(wèi)六表面成功著陸。

2008年，卡西尼探測(cè)器順利完成了其對(duì)土星本體、光環(huán)和衛(wèi)星的主要科考任務(wù)。在那以后，卡西尼探測(cè)器的任務(wù)期又被兩度延長(zhǎng)，根據(jù)最新的一次任務(wù)延長(zhǎng)規(guī)劃，卡西尼號(hào)探測(cè)器將持續(xù)執(zhí)行探測(cè)任務(wù)直到2017年。（新浪）

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