在土星上发现了巨大的能量不平衡

诡计土星从不结束?科学家们发现,这颗环状行星在其全球范围内存在着巨大的季节性能量失衡。

这一发现标志着我们对气态巨行星的天气和气候、它们的长期演化和持续变化的理解的转折点。

“这是第一次在气态巨行星上观察到季节性的全球能源失衡,”物理学家李黎明说休斯顿大学。“这不仅让我们对行星的形成和演化有了新的认识,而且还改变了我们应该思考行星和大气科学的方式。

这就是它的意思。太阳的强大光芒流淌在整个太阳系中,为它所击中的一切注入了能量。行星也以冷却的形式损失能量,主要以热辐射的形式辐射到太空中。

就气态巨行星而言,包括土星,还有一种能量来源在内部深处翻腾,它从内部影响地球的气候。

由休斯顿大学的大气科学家王新岳领导的一个团队正在研究土星上的卡西尼号数据,以检查它的亮度,当他们注意到一些有趣的东西时。它吸收的能量与释放的能量之间的差异可能高达16%,波动与地球的季节一致。

研究人员在仔细观察后发现,这与土星在任何给定时间与太阳的距离有关。土星的轨道不是完美的圆形;它实际上是椭圆的——一种称为偏心率的特性——导致它与太阳的最近距离和最远距离之间的距离变化近20%。

显示土星能量不平衡的图形。(美国宇航局/喷气推进实验室)

当土星离得更近时,土星从太阳接收的辐射比距离更远时要多得多,这导致了季节性能量失衡。这与地球的运作方式完全不同;它的轨道更圆,所以我们不会经历同样的陡峭对比。

这也不是任何人对气态巨行星的期望,真的。

“在目前关于大气、气候和气态巨行星演化的模型和理论中,假设全球能源预算是平衡的,”王斌解释道.“但我们相信,我们发现这种季节性能量失衡需要重新评估这些模型和理论。

这可能意味着土星的不平衡能量可能在产生深入大气层的巨大对流风暴方面发挥着迄今为止未被认识到的作用,并且类似的过程可能正在其他气态巨行星上发挥作用,例如木星,其偏心率仅比土星的偏心率略低。

它还可以帮助我们更好地理解地球上的天气,那里的能量不平衡远没有那么明显,但仍然不是零。以及其他被气体笼罩的行星,海王星和天王星,其内部和外部运作的未被充分研究,对我们人类来说仍然是一个谜。

“我们的数据表明,这些行星也将有明显的能量失衡,尤其是天王星,我们预测天王星由于其轨道偏心率和非常高的倾角,将具有最强的不平衡。倾斜],“王.

“我们现在正在研究的内容将确定当前观测的局限性,并制定可测试的假设,这将有利于未来的旗舰任务。

永不改变,土星。

该研究已发表在自然通讯.

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