【更新】新美國天文學家為土星內部建立模型

美國約翰·霍普金斯大學（Johns Hopkins University）地球及行星科學系女博士生嚴馳（Chi Yan）和女行星物理學家莎賓·史丹利（Sabine Stanley）教授建立一個模擬土星內部，她們提供了一個有趣的景像，顯示土星有一層厚厚的氦雨，會影響行星的磁場。也顯示土星的內部可能在赤道區域具有較高的溫度，而在氦雨層頂部的高緯度地區則具有較低的溫度。

研究大型氣態行星的內部結構非常困難，這個發現推動對土星隱藏區域進行測繪的努力。史丹利教授說：「通過研究土星形成方式以及它隨著時間的演變，可以了解到很多與土星相似的其它行星在我們自身太陽系內以及其它類似的系外行星形成。」

土星在我們太陽系的行星中特別之處，是它的磁場似乎圍繞自轉軸幾乎完全對稱。嚴馳表示，從美國太空總署卡西尼號太空船最後任務收集到磁場的詳細測量結果，為了解產生磁場的行星內部深處提供機會。

將卡西尼號任務收集的數據輸入用於研究天氣和氣候的強大電腦模擬，嚴馳和史丹利探索了產生發電機（電磁轉換機制）所需的那些成分，這些成分可以解釋土星的磁場。

史丹利說：「我們發現該模型對非常特殊的事物，例如：溫度，很敏感，這意味著我們對土星深達二萬公里的深處內部進行了一次非常有趣的探測，好像為土星進行了一次X光掃描。」令人驚訝的是，她們的模擬顯示，土星北極和南極附近實際上可能存在輕微程度的非軸對稱性。

史丹利說：「即使我們從土星得到的觀測結果看起來是完全對稱，但在我們的電腦模擬中，仍可以完全審視這一領域。」為了證實這一點，有必要在兩極進行直接觀察，這個發現可能對理解困擾數十年來，天文學家另一個疑問有影響：就是如何測量土星自轉速度，即是土星一天真正需要多少時間。

【圖、文：節譯自美國約翰·霍普金斯大學2021年5月5日新聞公佈；博士生中文姓名由林景明協助查證】研究全文刊登在2021年5月5日美國地球物理聯盟出版的《進展》期刊第二卷第二期