美宇航局探測器探測到土星發(fā)出古怪無線電信號
核心提示：近日美國宇航局探測器卡西尼號探測到土星發(fā)出的古怪無線電信號，天文學(xué)家認(rèn)為這是由土星自轉(zhuǎn)引起的；為了更形象的向公眾進(jìn)行展示，卡西尼科學(xué)家們曾經(jīng)采用技術(shù)手段將土星的“歌聲”轉(zhuǎn)化為人耳能夠聽到的音樂。
這張照片由美國宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝，顯示的是土星幾乎水平“站立”的情景，此時(shí)它的光環(huán)幾乎消失不見。不過這也提供了一種難得的觀賞角度，照片中可以看到南北兩極，以及南北兩個(gè)極地出現(xiàn)的極光。圖片拍攝于2009年年初
北京時(shí)間3月29日消息，據(jù)美國《太空網(wǎng)》報(bào)道，土星發(fā)出的無線電信號讓天文學(xué)家們感到困惑。美國宇航局下屬的卡西尼號探測器最近探測到來自這顆巨行星南北兩個(gè)半球的無線電信號是不同的，這種差異將影響到天文學(xué)家對土星自轉(zhuǎn)周期的測算。不過，這種信號的差異還不止于此。
天文學(xué)家們一般認(rèn)為這種信號變化是由土星自轉(zhuǎn)引起的，但是他們卻發(fā)現(xiàn)土星的信號還存在明顯的季節(jié)性變化。
在一份聲明中，卡西尼探測器無線電和等離子波設(shè)備小組負(fù)責(zé)人，來自艾奧瓦大學(xué)的唐·古內(nèi)特(Don Gurnett)說：“這些數(shù)據(jù)向我們展示了土星是多么古怪的一顆星球。我們原以為我們理解了這種信號的規(guī)律，因?yàn)槟拘前l(fā)出的同類信號是符合我們預(yù)期的。要是沒有卡西尼號探測器在土星軌道長時(shí)間的連續(xù)考察記錄，我們也就不可能注意到土星發(fā)出的信號竟然這么奇特。”
詭異的土星
土星會發(fā)出天然的無線電波，稱為“土星千米波輻射”(SKR)。人耳無法聽到這種頻段的無線電波，但是卡西尼號探測器可以。在它聽來，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)家們曾經(jīng)采用技術(shù)手段將土星的“歌聲”轉(zhuǎn)化為人耳能夠聽到的音樂。
對于木星發(fā)出的此類電波的測算使科學(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，讓這樣的測算變得非常棘手。
上世紀(jì)80年代，美國的旅行者號探測器飛掠土星時(shí)，也曾對土星的千米波輻射進(jìn)行了測量，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，其他探測器，包括美歐合作的“尤利西斯探測器”和卡西尼探測器的測量則顯示這種無線電波存在數(shù)秒至數(shù)分鐘的變化。
卡西尼探測器進(jìn)行的其他測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)出的無線電波存在大約10.6小時(shí)的周期，而那些來自土星南極附近的無線電波則存在大約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器在2010年3月份期間對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線電波周期逐漸變短，而北半球則逐漸變長，而在去年3月份兩者交會，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)，太陽光將直射土星赤道。在南北半球無線電波輻射周期達(dá)到一致水平之后，這種變化趨勢繼續(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。
土星信號回顧
目睹這種奇異的交會現(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數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。結(jié)果他們在1980年代的旅行者探測器積累的數(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)半球的無線電輻射存在差異。并且這兩次歷史探測所取得的數(shù)據(jù)中，這種奇特的交會現(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)行星的磁場圈，可能也在這一過程中扮演了重要作用。
在另一項(xiàng)研究中，科研人員使用美國宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測發(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)研究顯示土星兩級上空的磁場也會隨著極光和無線電輻射的變化而相應(yīng)變化。“來自太陽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)生了這種無線電輻射，對土星磁場也會造成一定的影響。因此，我們認(rèn)為我們所觀察到的這些變化可能都和太陽有關(guān)。”來自萊斯特大學(xué) (University of Leicester)的斯坦利·康雷(Stanley Cowley)說。他是卡西尼項(xiàng)目組的成員，同時(shí)也是最近兩篇有關(guān)土星磁場的論文的合著者。
美國宇航局的卡西尼探測器于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著陸探測器，后者于當(dāng)年圣誕夜在土衛(wèi)六表面成功著陸。
2008年，卡西尼探測器順利完成了其對土星本體、光環(huán)和衛(wèi)星的主要科考任務(wù)。在那以后，卡西尼探測器的任務(wù)期又被兩度延長，根據(jù)最新的一次任務(wù)延長規(guī)劃，卡西尼號探測器將持續(xù)執(zhí)行探測任務(wù)直到2017年。
