土星上的奇异六边形

参考 http://www.planetary.org/blog/article/00000927/

                               
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27日卡西尼可见光与红外测绘光谱仪（VIMS）小组公布了上面这幅奇妙又壮观的图片：环绕着土星北极的六边形结构。

    这幅影像摄于波长5微米的中红外波段。因为正值土星北极的冬季，所以这一地区完全照不到阳光。我们所看到的亮光是从土星阴暗深层涌出的热辐射。这些辐射部分被飘浮在土星上空的云层所遮挡，云层底部距离可见光波段内可见的云层顶约75千米，那里的压力相当于地球大气压的3倍。图案由不断涌动的云层和相对晴朗的区域构成。这张图片实际上已被VIMS小组反转成了负片，这样我们看到的云层显示为亮斑，而晴朗区域则是深色。

事实上这个六边形结构早在1980和1981年，旅行者号经过土星时就拍摄到了（然而我们并不能就此肯定六边形结构自那时起是一直存在的），但对于它究竟是什么，以及如何能形成这样一个稳定的结构我们从没有结论。

有意思的是Richard Hendricks提到一篇发表于2006年论文，题为“旋转流体面的多边形”，内容是关于一个丹麦物理学小组在实验室内用旋转流体制造稳定的多边形结构。论文的摘要中写道：“本文报告了在某种旋转装置中的流体面奇妙的不稳定性。通过旋转底盘的驱动，盛在一只固定圆柱容器中的流体的自由面会自然打破轴对称而形成多边形结构，且多边形结构以某种不同于底盘转速的固定速度旋转。用水为试验对象时我们最多观察到了6边形。”

实验装置图示：

                               
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这是实验中观察到的一些多边形结构：

                               
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“旋转底盘引起的离心作用将流体外推，并在中心形成圆形的低压区域。当转速足够高时，低压区自然成角，并最终形成稳定的多边形结构。”

也可以看看这个实验的视频：
http://dcwww.fysik.dtu.dk/~tbohr/RotatingPolygon/img/3/RotatingPolygon.avi

    也许这个研究的结果并不能直接应用到土星上。他们有解释说，“我们推测这种不稳定性源于固定器壁引起的方位切变，并由轻微颤动的底盘触发。这种轻微的不对称导致了底盘和多边形之间的锁模倾向。”也就是说，这些多边形结构是旋转流体和容器各边界相互作用的结果，而土星并没有一个边界可言。但这个研究结果的重点在于，我们是可以在实验室里从旋转流体中制造出稳定旋转多边形来的！土星自然有它自己的办法--而这正是大气物理学家们的疑问所在。
有关该实验的更多信息请看这里：http://dcwww.fysik.dtu.dk/~tbohr/RotatingPolygon/




[ 本帖最后由 liya 于 2007-3-29 18:13 编辑 ]

看第一眼我想到了什么，就不好意思说了，呵呵

~再对比一下土星南极的巨眼看看

                               
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