哈勃空间望远镜与全球天文学家联合确认，土星南极南纬60.5度附近形成了一个庞大的“正十边形”大气急流波。这项研究成果近期发表在学术期刊《科学进展》上。这是人类首次在土星南半球观测到如此规则且庞大的多边形结构，其单条边的长度甚至超过了地球的直径。

这一发现之所以震动行星科学界，是因为它彻底打破了科学家过去的认知。卡西尼号探测器曾在2004年至2017年间围绕土星运行了长达13年，对土星南极进行了近距离的高分辨率监测。然而在卡西尼号近距离观测的13年里，土星南极从未出现过长期存在的几何多边形风暴，仅在2004年短暂捕捉到过持续几天的微弱扰动。随着土星绕太阳公转带来的光照与倾角变化，土星南极在2023年前后重新面向地球视角。

西班牙巴斯克自治大学的行星科学家桑切斯-拉维加教授领导团队，在“行星虚拟天文台实验室”整理全球业余天文学家提交的观测图像时，率先在2024年发现了南极急流的异常波动。随后，科学家通过哈勃望远镜“外行星大气遗产计划”的高分辨率数据追溯发现，这个正十边形结构大约从2023年开始萌芽，并在2024至2025年间演变为极其清晰规则的几何图案。这意味着，人类正在实时目睹一个行星级大气急流结构的形成与演化。

在行星大气物理学中，极区几何多边形一直是最奇特也最迷人的现象。早在1980年旅行者号飞掠土星时，科学家就发现了土星北极存在一个巨大的正六边形风暴。在过去40多年里，北极正六边形始终稳定存在，科学家曾普遍认为这种规则几何急流是土星北极独有的孤例。南极正十边形的出现颠覆了这一假设，它证明多边形波并非北极专属，而是气态巨行星大气运动的一种普遍潜在机制。相比于形态近乎固定的北极正六边形，南极正十边形展示出更明显的动态变化特性，反映出南半球大气内部更复杂的能量输运与扰动过程。

气体为什么会在旋转的星球上形成规则的多边形？这背后是流体力学中的“行星罗斯贝波”现象。土星拥有巨大的体积，但自转速度极快，一天的长度大约只有10.7小时。这种高速自转产生了强烈的科里奥利力，将大气限制在一条条高速奔涌的纬向急流之中。当来自土星内部的热量驱动大气流动时，急流边缘因风速差异产生切变，并受到深层大气风暴的触发扰动，从而激发起周期性的波动。当这种波动的波长与急流圆周长度恰好形成整数匹配时，原本环形的急流就会被弯折成规则的多边形。在地面流体力学实验中，研究人员通过旋转盛水的容器并控制转速与切变，也成功复制出过类似的几何多边形水流。

值得一提的是，太阳系其他气态巨行星也有独特的极区风暴。比如朱诺号探测器在木星极区拍摄到了多个独立气旋围绕中心气旋排列的聚群阵列。但土星的情况截然不同，它是单条强劲的纬向急流整体弯曲折叠成多边形。目前，科学家尚无法确定这个南极正十边形是会像北极六边形那样持续维持数十年，还是仅仅是一个短期演化的过渡现象。接下来，天文学家将利用詹姆斯·韦布空间望远镜的中红外观测能力，进一步穿透土星表层云雾，测量深层大气的温度、成分与风速分布，从而揭示驱动这一行星级风暴演变的核心机制。

作品声明：仅在头条发布，观点不代表平台立场