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土星的北极有一个著名的六边形风暴,每一边都比地球的直径还长,自打20世纪80年代

土星的北极有一个著名的六边形风暴,每一边都比地球的直径还长,自打20世纪80年代被探测器拍到以来,一直是太阳系里最著名的怪事之一。现在,它的南极也出怪事了,而且更怪:那里出现了一条十边形的波。

气体是流动的,按理说云带应该绕着行星一圈圈地转,怎么会画出有棱有角的规则多边形?地球上从未有过这样的东西。更让人摸不着头脑的是,这个十边形似乎是最近才长出来的。翻检哈勃空间望远镜和卡西尼号探测器早年拍下的老照片,土星南极并没有出现过这种多边形结构。

它的成形过程几乎被全程目击。直到2023年,哈勃的照片里才隐约显出这条波的痕迹,此后轮廓越来越清楚,到2025年8月和9月拍摄的图像里,它已经发育完整。发现它的团队来自西班牙巴斯克大学,由物理学家阿古斯丁·桑切斯-拉韦加(Agustín Sánchez-Lavega)领衔,研究最近发表在《科学进展》(Science Advances)上。

一个多边形是怎么从气体里长出来的?行星大气里有一种叫急流的东西,就是一条高速环绕行星的风带。地球上的急流也会上下摆动形成波浪,而土星的急流摆动得极有节奏,波峰和波谷首尾相接,恰好围成一圈,看起来就成了多边形。北极那个六边形,就是6个波围着极点转;南极这个新家伙,是10个。

但为什么偏偏是10个,为什么是现在,为什么地球和木星上都没有?这些问题目前都没有答案。桑切斯-拉韦加说:“我们还不能确定。没有一个模型能解释它。它可能是急流中的一种不稳定性造成的,也可能是大气更深处传上来的波。”

还有一条线索。十边形附近盘旋着一场风暴,风暴中心是一个高压区,有点像木星上著名的大红斑。它可能在气流里搅起了扰动,催生了这条波。另一种可能和季节有关:土星绕太阳一圈要29年多,南极的日照周期以数十年计。桑切斯-拉韦加推测,如果日照变化真在其中起了作用,那么到2032年前后,当十边形所在纬度的日照达到峰值时,这个结构可能会变得更加醒目。

仔细看最新的照片,十边形的有些边相当模糊,像是没画完。桑切斯-拉韦加据此判断,这条波并不稳定,还在变化之中。同样是大个头的气态行星,风暴不断的木星就从未出现过这种结构;就连土星自己,北极是6条边,南极是10条边,为什么不一样?桑切斯-拉韦加猜测,这也许和两个结构所处的纬度差异有关。

“还有很多问题没有答案,”他说,“我们希望未来的观测和模型能帮忙厘清。”

40多年前,人类第一次看清土星北极的六边形时,它已经在那里稳稳地转着,像个从远古传下来的遗迹。南极这个十边形不一样,它是当着望远镜的面长出来的,还在变,也没人知道它接下来会变成什么样。这样的东西,值得一直盯着看。

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图一:哈勃空间望远镜于2025年8月29日拍摄的土星南半球极区投影图,波长为763纳米的红光波段,图中可见南极附近新出现的十边形波。图源:NASA/ESA/A. Sánchez-Lavega/西班牙巴斯克大学(EHU)图二:哈勃空间望远镜于2025年8月29日在两种波长下拍摄的土星南半球极区投影图,分别为763纳米的红光和889纳米的甲烷吸收滤光片。黄色箭头指示十边形波,蓝色虚线为纬线并标有纬度数值。图源:NASA/ESA/A. Sánchez-Lavega/西班牙巴斯克大学(EHU)

信源:Kovac, Adam. "Scientists discover a mysterious wave shaped like a decagon in Saturn’s atmosphere." Scientific American, edited by Claire Cameron, 2 Sept. 2026