土星“真面目”首次全景呈现

据25日报道，美国科学家利用哈勃空间望远镜（以下简称“哈勃”）和詹姆斯·韦布空间望远镜（以下简称“韦布”）对土星“真面目”开展联合观测，从不同波段获得了这颗气态巨行星的大气结构和光环特征。这也是迄今最全面的图像，为研究土星大气三维结构及其长期演化提供了更加完整的数据。

NASA哈勃太空望远镜于2024年8月22日拍摄的土星可见光照片，土星的条纹状大气和标志性光环比较柔和。图片来源：NASA官网

NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜于2024年11月29日拍摄的红外图像，展现了土星闪耀的冰环和大气的分层。图片来源：NASA官网

如果说哈勃看到的是土星的“外表”，那么韦布更像是给土星做一次“大气CT扫描”。哈勃主要观测可见光，捕捉到了土星云层表面的颜色变化和风暴形态；韦布则通过红外观测揭示了不同高度大气中的云层和化学成分分布。科学家表示，两种观测数据相结合，相当于从多个高度对土星大气进行“分层扫描”，有助于理解其作为一个整体系统的动力学过程。

最新图像显示，土星北半球中纬度地区存在一条被称为“带状波”的长寿命急流结构，其形态可能受到深层大气波动的影响。在其附近，科学家还识别出2010—2012年土星“春季大风暴”的残余结构。此外，南半球还可见多个风暴系统，显示出土星大气的高度活跃性。

科学家还在图像中再次观测到土星北极著名的六边形结构。这个由喷流构成的规则几何图形早在1981年就被探测器发现，几十年来始终存在，被认为是太阳系最奇特的天气现象之一。新的观测再次确认，这一结构不仅规模巨大，而且异常稳定，显示出巨行星大气在极端条件下也可能形成长期稳定的动力学结构。

韦布的红外数据还显示，土星两极区域存在异常的光谱特征，可能与高空气溶胶层或极光活动有关。同时，在红外波段下，主要由水冰构成的土星光环表现出更强的反射特性，一些细微环结构也得以更加清晰地呈现。

NASA的詹姆斯·韦布太空望远镜和哈勃太空望远镜拍摄的土星照片相互呼应，展现了一颗充满活力的行星，它拥有大气特征、环绕运行的卫星和明亮的光环。图片来源：NASA官网、欧洲空间局、加拿大航天局、太空望远镜科学研究所等

科学家指出，将不同波段观测数据结合分析，正在成为研究气态巨行星的重要手段。这些最新成果也为深化人类对太阳系巨行星大气物理过程的认识提供了新的观测依据。