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土衛六大氣層驚現「陀螺效應」!季節變化竟讓這顆霧濛濛的衛星搖擺起舞

作為太陽系唯一擁有濃厚大氣層的衛星,土衛六(Titan)長期以來都是行星科學家的研究焦點。最新分析NASA/ESA卡西尼-惠更斯號任務的紅外線光譜儀(CIRS)資料發現,這顆被霧霾籠罩的衛星,其大氣層竟像陀螺般搖擺晃動,旋轉軸與地表不同步,還會隨季節變化產生位移。

這張由卡西尼號拍攝的土衛六影像,是探測器墜入土星大氣層前傳回地球的最後一批照片之一。影像來源:NASA/JPL加州理工學院/太空科學研究所。

「土衛六大氣層的傾斜行為實在太詭異了,」布里斯托大學博士後研究員露西·萊特表示,「它就像被固定在太空中的陀螺儀,能自我穩定姿態。我們推測過去可能發生過某種事件,導致大氣層偏離自轉軸心。」

更令人驚奇的是,研究團隊發現這種傾斜幅度會隨著土衛六的季節更迭而改變。土衛六上的一年相當於地球近30年,這種長週期的季節變化與大氣層溫度場的偏移呈現同步現象。

「最費解的是傾斜方向始終保持固定,」布里斯托大學尼克·汀比教授指出,「若受太陽或土星引力影響,應該會出現特定規律。現在我們反而面臨新的未解之謎。」

這項發現將影響NASA預定2030年代執行的「蜻蜓任務」——該任務將派遣無人旋翼機登陸土衛六。由於著陸時會受到比地表自轉快20倍的高速氣流影響,掌握大氣層季節性搖擺規律對計算降落軌跡至關重要。

NASA戈達德太空飛行中心研究員康納·尼克森博士強調:「卡西尼號的資料寶庫仍藏有許多驚喜。這項發現不僅對理解土衛六至關重要,更為大氣物理學(包括地球大氣研究)開拓了新視野。」

研究成果已發表於《行星科學期刊》,揭示土衛六大氣層如同與地表脫鉤的陀螺,這種奇特現象正挑戰現有理論框架。

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參考論文:Lucy Wright等學者,《利用卡西尼/CIRS高解析資料分析土衛六平流層傾角與溫度場的季節演變》,行星科學期刊第6卷,114頁;DOI: 10.3847/PSJ/adcab3