土星内部流体像蜂蜜流动,阻止强风继续深入

和地球不同,土星是一个没有坚固表面、主要由氢和氦组成的气态巨行星,但过去科学家发现,土星流动的风会骤停在一个特定深度。最近新研究指出,土星内部的强大磁场扭曲而使流体像蜂蜜流动,进一步导致土星风骤停在 8,500 公里深处。

身为气态巨行星,土星没有我们熟悉的「地表」,只有一个由铁和镍构成的金属核心,周围被一层液态金属氢包覆,再往外就是大量旋转的气体;而没有固态地表的意思,也包括太空探测器无法降落土星,当然,探测器也无法在土星旁飞行,因为土星深处的极端压力与温度可以压扁、蒸发任何试图闯入的飞行器。

但和木星相似,土星也有兇猛的风环绕着行星旋转,称为高速气流/喷射气流(Jet Stream),这些气流导致土星外观呈条纹状。然而科学家还不清楚这些气态巨行星高速气流的「深度」,去年,环绕木星的朱诺号探测器数据显示,木星的喷射气流向下延伸约 3,000 公里,似乎表明行星磁场对构成核心的液体产生强烈影响力,很可能是喷射气流停在特定深度的原因。

最近,澳洲国立大学团队在分析卡西尼号数据后发现一些相似之处,土星喷射气流似乎于 8,500 公里骤停,而这也是土星磁场开始影响内部流体的深度。研究人员对此提出一个理论,解释为什幺磁场可能导致高速气流忽然停在某处。

根据模型,科学家发现气体变成导电液体引起磁场扭曲,进而使行星内部流体变得非常黏稠,就像蜂蜜,并导致高速气流无法进一步深入土星内部。

科学家逐渐揭开太阳系气态巨行星内部不为人知的神祕面纱,虽然土星本身可能不适合生物居住,但土星的卫星相反,有几颗可能非常适合发展生命,比如土卫二、土卫六。

土卫二(Enceladus)的地下海洋估计目前约 10 亿岁,且前阵子还发现从土卫二地底喷出的物质含複杂有机分子,科学家认为正是生命开始发展与演化的最理想年龄;土卫六泰坦(Titan)不只有浓厚大气层,同时还是太阳系除地球外,唯一一个在地表拥有静止液体的天体,有高度可能性存在生命体。NASA 已宣布蜻蜓号(Dragonfly)无人机探测任务,预计将在 2034 年飞抵泰坦。

新论文发表在《Physical Review Fluids》期刊。