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天文學家第一次看到天王星的北極有一個風暴漩渦
一個相對溫暖的空氣漩渦已經被探測到在天王星的雲層下旋轉﹐為錨定在行星北極的氣旋的存在提供了有力的證據。這些發現為天王星並不像1986年1月美國宇航局的旅行者2號飛船飛越「冰巨人」時最初看起來的那樣在大氣中無動於衷增添了燃料。
天文學家使用新墨西哥的甚大射電望遠鏡陣列(VLA)探測到無線電波形式的熱輻射﹐從而發現了天王星上的北部渦旋。極地渦旋似乎是所有有大氣層的行星的共同特徵﹐至少在我們的太陽系中在金星﹑地球﹑火星﹑木星﹑土星﹑天王星(在其南極)和海王星上都觀察到了極地渦旋。高海拔的大氣噴射流被認為是這些漩渦形成的原因﹐儘管每個星球上的細節都不同。
當旅行者2號遇到天王星時﹐它探測到了行星南極風速的變化﹐風速可達560英里/小時(900公里/小時)﹐這與那裡存在極地渦旋一致。然而﹐旅行者2號並沒有看到天王星的北極﹐也沒有看到那裡是否有漩渦。雪上加霜的是﹐直到最近﹐從地球上觀察天王星的兩極都很困難。這是因為天王星以97.8度的角度繞著太陽轉。本質上﹐它是圍繞著太陽「滾動」﹐這意味著在很長一段時間裡﹐我們只能從我們的角度看到行星的赤道區域。
然而﹐自2015年以來天王星圍繞太陽旋轉了足夠長的時間﹐隨著這顆行星進入北方的春天﹐我們開始對它的北極有了更清晰的看法。2018年和2022年哈勃太空望遠鏡在天王星北極上空觀察到一個明亮的煙霧帽﹐這是極地氣旋的第一個證據。現在VLA在2015年﹑2021年和2022年對天王星的觀測﹐測量了這個極冠中的大氣環流和溫度變化。VLA探測到一個「暗環」環繞在緯度80度的星球上﹐反映了旅行者2號在其南極周圍觀察到的亮環﹐這被認為是大氣中密度較高的部分。在這個黑暗的環內﹐VLA探測到一個亮點﹐表明漩渦中心的溫度比外面高幾度(那裡的溫度可以降至零下370華氏度(零下224攝氏度))。像這樣明亮﹑溫暖的地方是氣旋的典型特徵。
「這些觀察告訴了我們更多關於天王星的故事﹐」領導這次觀察的美國宇航局南加州噴氣推進實驗室的亞歷克斯·阿特金斯在一份聲明中說。「這是一個比你想像的更加動態的世界。」與地球上的氣旋不同﹐天王星極地渦旋不是由水蒸氣形成的﹐而是由甲烷﹑氨和硫化氫冰形成的。風暴也沒有漂移﹐而是扎根在極點。目前對此知之甚少。「我們觀測到的暖核是否代表了航海家號看到的同樣的高速環流﹖還是天王星的大氣中有堆積的氣旋﹖」阿特金斯想道。
在美國國家科學院最近發佈的行星科學和天體生物學十年調查中﹐天王星被強調為新太空任務的優先目標。為了支持這一目標﹐行星科學家正在加倍努力研究天王星﹐以幫助通知任何未來任務的科學目標。觀察和更好地瞭解天王星的極地氣旋是一個關鍵的科學目標﹐阿特金斯和他的同事們希望繼續研究北極渦旋多年﹐以觀察它是否以及如何隨著時間的推移而變化。已經有跡象表明﹐隨著北方春天的到來﹐暖核已經開始變亮。
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