土星巨大的六边形风暴成因新解
从远处看，土星就像一个宁静的气体巨人。而在它的北极附近，一个动荡的六边形风暴肆虐了至少40年。
1981年，美国旅行者号首次发现了它。然而，即使后来有了卡西尼号探测器的前排视角，关于土星六边形风暴的细节也很少。
现在，哈佛大学一个新的大气模型表明，土星北极六边形风暴会深入到很深的地方，可能有数千公里。这一发现可能有助于解释为什么自我们第一次看到风暴以来，它一直是一个相对稳定的特征。
过去，对于土星六边形风暴存在的原因存在两种假说。
一方面，它可能是由土星大气层中的浅层交替射流形成的，数百公里深的地方，压力大约位于10巴左右，气体比较紊乱。
另一方面，它可能来自于向下延伸数千公里的深层带状喷流，那里的压力增加了数万倍，土星的自转和地形也可能在那里掀起狂澜。
事实上，就在卡西尼号最后一次进入退役状态之前，科学家们发现土星的带状喷流仍能保持其强度，直至压力达到惊人的10万帕或更高。从这个角度来看，阳光在土星上穿透的深度不超过一巴，这些涡流比起初看起来更深、更稳定。
哈佛大学的研究人员模拟了旋转球壳中深层湍流对流的情况，他们对土星六边形存在的原因有了一个合理的解释。
3D模型
3D模型显示，土星这个气态巨行星外层的深层热对流可以自发地产生巨大的极地气旋、激烈的交替带状流和高纬度东向喷流模式。
分析表明，以巨大涡旋形式存在的自组织湍流挤压了东向喷流，形成了多边形。类似的机制激发了土星的六边形风暴的流动模式。
不过，该团队的模型并没有全面捕捉到土星大气的全部，它只包含了土星半径的外侧十分之一，而且模型一直在形成三角形而不是六边形。
即使如此，科学家们仍然相信这种简化的模型能够帮助我们弄清土星上看到的一些特征，尤其是现在没有探测器的情况下。
在他们的模拟中，以土星北极为中心出现了一个大气旋，而几个较小的气旋在赤道稍北的地方加入了一个强大的东向气流。
虽然这个中心气旋强大到足以克服地表附近的气体湍流，但周围的涡旋被所有这些波动掩盖在较浅的层次上，使它们看起来更像多边形的喷射而不是龙卷风。
从土星北极出发的不同层次的大气模拟，A为最深，D为最浅。
科学家认为，对于土星来说，也可以想象出类似的情况，六边形的喷流是由相邻的六个大旋涡维持的，而这些大旋涡被浅层中更混乱的对流所掩盖。
但这只是一个概念的证明，我们还需要结合更多来自土星的大气数据，才能使这个模型更好地反映现实。尽管如此，看起来科学界可能已经接近揭开土星北极六边形风暴之谜了。
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。