北京
1980年，当NASA的“旅行者号”探测器飞掠土星时，它捕捉到了一个前所未见的奇观：在土星北极上空，一场巨大的六边形风暴正在旋转翻涌。这个奇特的六边形持续存在了数十年，成为土星身上最令人费解的谜题之一。而现在，天文学家们可能又有了一个更令人惊讶的发现，在土星的另一端，一个相似的图案正在悄然浮现。
哈勃空间望远镜于2025年8月拍摄的土星南半球视图。
图源：NASA、ESA、A. Sánchez-Lavega（巴斯克大学，EHU）。
哈勃空间望远镜拍摄的最新图像显示，土星南极附近正在形成一个不断扩大的十边形波纹。这个“十边形”风暴似乎是在2023年至2025年间逐渐成形的，而且至今仍在演变，这与它那已经稳定存在超过40年的“兄弟”六边形截然不同。这项新发现已发表在周三出版的《科学进展》（Science Advances）期刊上。
一场正在酝酿的风暴
土星的六边形风暴，是这颗气态巨行星最迷人的特征之一。科学家在1988年回顾“旅行者号”的飞掠数据时，首次观测到了这个六边形涡旋。不过受限于探测器的飞行轨迹，当时并未能拍下整个六边形的全貌，要知道，它的宽度足足是地球直径的两倍。
直到多年后“卡西尼号”探测器抵达土星，科学家才终于得以一睹这场巨型风暴的全貌。这个六边形结构宽约2万至2.5万英里（约3万至3.2万公里），其急流甚至能延伸到云层之上约180至200英里（约300公里）的高度。
土星北极的六边形急流
图源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute）
由于六边形结构长期保持稳定，科学家们一度推测，在土星南半球的两支副极地急流中，或许也存在类似的波状结构。然而，尽管经过数十年的搜寻，始终未能在土星南极或其他区域发现类似的波纹。
这背后其实另有原因：由于土星自转轴存在倾角，自2012年起，它的南极就一直无法从地球上观测到。直到2023年，科学家才重新看到了土星的南半球。同年10月，哈勃望远镜的图像首次揭示出土星南极存在一个十边形的多边形结构。随着南半球逐渐进入更清晰的观测视野，这个十边形的轮廓在2024年8月变得更加明显。
到了2025年，哈勃图像显示，这个十边形的十个“顶角”已经完全成形。研究显示，其中三个边异常清晰突出，四个边相对不那么明显，其余三个边则轮廓更加模糊。
神秘的“孪生风暴”
观测结果表明，这个十边形风暴是近期才形成的，而且至今仍在持续发展变化中。与北半球的六边形“兄弟”不同，十边形各个顶点的经度会以大约32天为周期来回摆动。这种运动特征暗示，这个奇特的十边形结构或许根本不是一个刚性固定的形状，而更像是一种在大气中蜿蜒移动的波动，它被一支强劲急流的弯曲路径所“束缚”，才得以维持形状。
“十边形在运动方式上呈现出的这些特性，表明其中存在着一种从未在六边形身上观测到的复杂动力学行为，这一课题值得未来持续关注。”——论文作者在研究中写道
为了进一步理解十边形是如何形成的，研究团队使用了浅水模型（shallow-water model）模拟来重现其运动行为。模拟结果表明，这个形状很可能是由急流波峰处一种周期性扰动所引发，又或者是受到其北侧一个巨大的逆时针旋转涡旋所驱动而成。
如果这一推测成立，那么十边形很可能只是一种短暂存在、持续演变中的现象；而六边形则是一种极为稳固的波动结构，尽管周围风暴活动频繁，它依然能保持数十年不变。这一新发现，为科学家理解不同星球上风暴的形成与演变机制提供了全新的视角，也为这个已经困扰天文学界长达40年的土星谜题，增添了更多引人入胜的悬念。
参考
https://gizmodo.com/a-giant-hexagon-has-been-spinning-at-saturns-north-pole-for-decades-now-scientists-found-its-twin-2000806285
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