北京中科白癜风爱心公益 https://weifang.dzwww.com/cj/201711/t20171127_16268082.htm我们知道对于岩石行星来说，计算一天的长度很简单。只要选择一个参考点，观察旋转出的视图，然后回到视图需要多长时间。但对于像土星这样的行星来说，事情就没那么简单了，因为它没有可以跟踪的表面特征，但是仅仅是这样吗？科学家们花了几十年的时间试图确定土星的旋转周期，但这位光环巨星一直不愿透露自己的秘密。到底为什么土星的自转如此难以测量，科学家近日似乎揭晓了真相！我们知道，对于像地球这样的行星，当我们测量旋转周期时，我们知道我们在测量什么，我们正在测量地球的表面。但对于气态巨行星来说，情况就复杂多了。正是如此，土星是一个多层的气体巨星，可能有一个岩石内核。核心被一层冰包围，然后是金属氢和氦。然后是一片氦雨区，再被一片液氢区包围。然后是一大片气态氢。土星的上层大气由三层组成：上层是氨云，下层是氢硫化铵云，下层是水蒸气云。所以当科学家们谈论土星的旋转周期时，他们谈论的是上层大气。这是其表面唯一可以测量的部分。科学家们通过观察气体巨星发出的无线电频率来确定它一天的长度，但是测量土星的困难之处在于它只能发出地球大气层阻挡的低频无线电信号。这与木星形成了鲜明的对比，木星可以发射出更高频率的图案，随意地穿过地球的大气层。正因为如此，科学家们才得以在宇宙飞船出现之前就已经计算出木星的自转周期。后来，测量土星不得不等到年和年，直到旅行者1号和旅行者2号访问并收集数据。当时，他们测量了10小时40分钟的旋转周期。这是当时可用的最好的测量方法，并且一直有效沿用了20年。奇迹般的变化但后来卡西尼号访问了土星，并花了13年时间研究它和它的卫星。天文学家惊奇地发现土星的旋转周期已经改变。卡西尼号的数据显示，在旅行者号和卡西尼号之间的20年里，一个行星生命中微不足道的一段时间内，它的一天的长度竟然发生了变化。研究显示在年左右，科学家发现土星自转周期变化了6分钟，大约1%。这几乎是不可能的！整个行星是如何在如此短的时间内改变其旋转周期的？这简直令人匪夷所思，如此巨大的变化需要数亿年才能发生。但还有更多令人奇怪的事，卡西尼号还测量了电磁模式，显示南北半球拥有不同的旋转周期！土星的季节这到底是什么发生了什么？假设卡西尼号的数据是正确的，那么这种变化和两个半球之间的差异一定是有原因的。科学家决定将土星与其最近的兄弟木星进行比较。我们知道土星有四季，土星的轴向倾斜度接近27度，与地球的23度倾斜度相似。木星只有三度倾斜。就像地球一样，土星的南北半球在绕太阳公转时接收到的能量是不同的。在土星大气的外边缘是一片等离子体区域，科学家认为，通过季节到达半球的不同数量的紫外线能量与等离子相互作用。在他们开发的模型中，紫外线的变化会影响等离子体，而在等离子体和外层大气的交汇处产生或多或少的阻力。而阻力决定了大气的旋转，就像无线电波发射所显示的那样，这种旋转随着我们观察的季节而改变。这是一个机械模拟模型，模拟土星的南北半球大气和磁层等离子体可能发生的变化，从而产生关于土星旋转速度的误导信号。也就是说来自等离子体的阻力减缓了旋转，给了我们无线电发射信号的旋转周期。随着季节的变化，等离子体阻力也会发生变化，无线电辐射也会发生变化。同样，由于没有固定的表面特征，科学家们测量土星旋转周期时使用的也是无线电辐射。虽然说科学家开发的这个模型为旅行者号和卡西尼号之间20年的旋转变化提供了一种解释。不过，这种测量只针对土星的表层。这个岩石内核的质量是地球的9-22倍，隐藏在数万公里的大气层下，它的神秘仍然令人难以捉摸。
