在土星上發(fā)現(xiàn)了巨大的能量不平衡
將詭計(jì)之土星從不結(jié)束?科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這顆環(huán)狀行星在其全球范圍內(nèi)存在著巨大的季節(jié)性能量失衡。
這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著我們對(duì)氣態(tài)巨行星的天氣和氣候、它們的長(zhǎng)期演化和持續(xù)變化的理解的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
“這是第一次在氣態(tài)巨行星上觀察到季節(jié)性的全球能源失衡,”物理學(xué)家李黎明說休斯頓大學(xué)?!斑@不僅讓我們對(duì)行星的形成和演化有了新的認(rèn)識(shí),而且還改變了我們應(yīng)該思考行星和大氣科學(xué)的方式。
這就是它的意思。太陽(yáng)的強(qiáng)大光芒流淌在整個(gè)太陽(yáng)系中,為它所擊中的一切注入了能量。行星也以冷卻的形式損失能量,主要以熱輻射的形式輻射到太空中。
就氣態(tài)巨行星而言,包括土星,還有一種能量來(lái)源在內(nèi)部深處翻騰,它從內(nèi)部影響地球的氣候。
由休斯頓大學(xué)的大氣科學(xué)家王新岳領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在研究土星上的卡西尼號(hào)數(shù)據(jù),以檢查它的亮度,當(dāng)他們注意到一些有趣的東西時(shí)。它吸收的能量與釋放的能量之間的差異可能高達(dá)16%,波動(dòng)與地球的季節(jié)一致。
研究人員在仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn),這與土星在任何給定時(shí)間與太陽(yáng)的距離有關(guān)。土星的軌道不是完美的圓形;它實(shí)際上是橢圓的——一種稱為偏心率的特性——導(dǎo)致它與太陽(yáng)的最近距離和最遠(yuǎn)距離之間的距離變化近20%。
當(dāng)土星離得更近時(shí),土星從太陽(yáng)接收的輻射比距離更遠(yuǎn)時(shí)要多得多,這導(dǎo)致了季節(jié)性能量失衡。這與地球的運(yùn)作方式完全不同;它的軌道更圓,所以我們不會(huì)經(jīng)歷同樣的陡峭對(duì)比。
這也不是任何人對(duì)氣態(tài)巨行星的期望,真的。
“在目前關(guān)于大氣、氣候和氣態(tài)巨行星演化的模型和理論中,假設(shè)全球能源預(yù)算是平衡的,”王斌解釋道.“但我們相信,我們發(fā)現(xiàn)這種季節(jié)性能量失衡需要重新評(píng)估這些模型和理論。
這可能意味著土星的不平衡能量可能在產(chǎn)生深入大氣層的巨大對(duì)流風(fēng)暴方面發(fā)揮著迄今為止未被認(rèn)識(shí)到的作用,并且類似的過程可能正在其他氣態(tài)巨行星上發(fā)揮作用,例如木星,其偏心率僅比土星的偏心率略低。
它還可以幫助我們更好地理解地球上的天氣,那里的能量不平衡遠(yuǎn)沒有那么明顯,但仍然不是零。以及其他被氣體籠罩的行星,海王星和天王星,其內(nèi)部和外部運(yùn)作的未被充分研究,對(duì)我們?nèi)祟悂?lái)說仍然是一個(gè)謎。
“我們的數(shù)據(jù)表明,這些行星也將有明顯的能量失衡,尤其是天王星,我們預(yù)測(cè)天王星由于其軌道偏心率和非常高的傾角,將具有最強(qiáng)的不平衡。傾斜],“王說.
“我們現(xiàn)在正在研究的內(nèi)容將確定當(dāng)前觀測(cè)的局限性,并制定可測(cè)試的假設(shè),這將有利于未來(lái)的旗艦任務(wù)。
永不改變,土星。
該研究已發(fā)表在自然通訊.
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