除了絢麗的環系，土星最讓人著迷的可能就是北極的六邊形結構了。儘管，這個神秘的六邊形總不輕易揭開它的面紗。

土星北極六邊形。來源：NASA

1981年8月，旅行者2號探測器近距離飛掠土星，但當時並沒有發現北極有六邊形結構。

確實，旅行者2號當時傳回了很多包含了土星北極的照片，但些照片並不是正對極區拍攝的，因此很長一段時間裡，人們都沒有從這些被高度拉伸變形的北極照片中看出什麼…直到7年後。

1988年，美國國家光學天文臺的Godfrey重新處理了這些照片［1］，他將這些照片重新投影和拼接，才驚訝地發現土星的北緯77°附近居然有一個如此之大的六邊形渦旋結構——

每條邊長達1。38萬公里，比地球的直徑還要長。

“拼圖”裡發現的土星北極六邊形。來源

那土星的南極有沒有類似的結構呢？那時候還不知道。

因為旅行者2號飛過土星時，正逢土星南半球的冬季——整個南極都淹沒在一片黑暗之中。

而旅行者2號的軌道設計只是飛掠而過，看完這一眼就再也沒有回頭。

是的，遙遠的土星有一點和咱們的地球挺像的，那就是自轉軸傾角（也就是自轉軸和公轉軌道面的夾角）都是20多度，這意味著土星和地球一樣，也有明顯的四季更迭，南北極也有極晝和極夜——只不過，土星的一年差不多有29。5個地球年那麼長，也就是說，土星上的每個季節，是地球的30倍長。

當然，後來等到土星的南極從黑暗中露出臉來，一些地基天文望遠鏡和哈勃空間望遠鏡都對土星的南北極進行過觀測，然而，南極並沒有這樣的六邊形渦旋，只有一個巨大的圓形的渦旋。

也就是說，土星北極的六邊形結構不管是在太陽系中，還是在土星上，都是獨一無二的。

卡西尼號拍攝的土星南極和北極。南極有一個巨大的圓形渦旋，而北極則是一個穩定的六邊形結構加上極點3°附近的一個小型渦旋。來源：NASA

然而，還是由於土星的豪華超長版四季，我們很難持續跟蹤土星南北極渦旋隨季節的變化，不要說一個土星年了，跟蹤半個土星年（14。7個地球年）都很難。

直到卡西尼號探測器的到來。

1997年10月15日，卡西尼號發射於美國卡納維拉爾角。

2004年6月30日，卡西尼號成功進入土星軌道，那時北半球的冬至（2002年10月）剛過去不久。

此後，卡西尼號開始了長達13年的土星探測，重新整理了我們土星、土星環系和土星的多顆衛星的認識。

一直到2017年9月15日。

為了避免由於軌道失控汙染了土星的衛星們（尤其是土衛二這樣可能具備生命存在條件的衛星），卡西尼號選擇趁燃料還未耗盡之時主動撞向土星大氣層墜毀來結束任務。

卡西尼號結束任務。來源：NASA

在這13年裡，卡西尼號是叱詫整個土星系的王者。

在這13年裡，卡西尼號也幸運地見證了土星的南半球如何從盛夏進入隆冬，而北半球又是如何從隆冬進入盛夏。

我們終於有了可以持續觀測土星北極六邊形隨季節變化的機會。尤其是透過卡西尼號的複合紅外光譜儀（CIRS）這個大殺器，它相當於是一個高階版三稜鏡，可以捕捉和分解近紅外訊號，分析不同波長的輻射強度和不同化學成分的含量變化。

卡西尼號的結構和它攜帶的複合紅外光譜儀（CIRS）。來源：NASA

卡西尼號發現了什麼？土星北極的六邊形發生在哪裡呢？我們下期繼續。

參考

［1］ Godfrey， D。 A。（1988）。 A hexagonal feature around Saturn‘s north pole。 Icarus， 76（2）， 335-356。