这张土星图像实为AI生成|卡西尼|土星|地球|星系|极区|系外行星

AI生成的土星图像并非真实拍摄

这张在网上疯传的土星图片不是真的，是人工智能生成的劣质品。

2004年至2017年期间，卡西尼号多次从多个角度对土星进行了近距离成像。这张新的热门图片不是真实的，而是人工智能生成的。

这张图像既非土星北极也非南极的真实影像，而是由人工智能生成的虚假图片，包含诸多不实特征：漩涡形态过于规则且不自然，多边形边缘线条僵硬刻板，光照效果自相矛盾（需假定太阳处于多个不同方位），最明显的破绽在于极地漩涡呈人工设定的八边形结构，而实际观测中该结构为六边形。来源：AI生成内容

在过去的一段时间里，卡西尼号任务从不同角度和方位对土星进行了长时间成像，让我们得以近距离观测到许多前所未见的特征。其中一个著名特征就是土星那广为人知的极区六边形，这一现象是流体动力学、云层覆盖和高风速共同作用的结果，还会随季节发生颜色变化。然而，自卡西尼号结束任务后，再也没有航天器重返土星，也没有获取过土星极区的新实地观测图像。下面为你介绍如何辨别一张图像是由人工智能生成的假图。

1997年，美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）和意大利航天局（ASI）联合发起了一项合作任务，旨在对太阳系中距离最远的肉眼可见行星——土星——开展深入探测。卡西尼惠更斯任务与此前造访土星的先驱者11号、旅行者1号和旅行者2号等飞掠式任务不同，其设计目标是抵达土星后长期驻留并开展系统性观测。经过约七年的深空飞行，卡西尼探测器成功进入土星轨道，在此期间多次近距离飞越土星环系、众多卫星以及土星本体，获取了大量科学数据。

它不仅围绕土星飞行，还在土星的上方和下方飞行，在20042017年期间捕捉到各种视角，让我们尽可能多地了解这颗显著的行星。任务早期就有一个最令人惊讶的发现，当时卡西尼号探测器飞过土星南极，发现了一种此前只在地球上见过的现象：一场有着清晰眼壁的飓风。那是在2006年，当时土星的南极朝向太阳。土星的自转轴倾斜26。7度，这意味着土星也有春分、秋分和夏至、冬至，但由于土星绕太阳公转一周将近30年，所以土星上每个季节持续超过7年。

2006年11月9日拍摄到的土星南极出现的类似飓风的漩涡，是首次在地球以外的行星上观测到带有高耸云层环绕的清晰风眼墙。图片来源：美国国家航空航天局欧洲航天局意大利航天局空间科学研究所

如果你心想：等等，我之前看过土星两极的照片，这跟以前看到的完全不一样，那你的感觉很可能是对的。正如地球拥有两个截然不同的极点——被巨大大陆覆盖的南极，以及漂浮在北冰洋洋面之上的北极海冰——土星也是如此。不过，在土星上，我们只能拍摄到当时正朝向太阳的那一极。自卡西尼探测器抵达土星起，其南极为朝向太阳的一极；而随着土星运行至春分点，此后数年中，北极为逐渐朝向太阳的一极，直至到达夏至点。

在卡西尼号环绕土星执行任务的头五年里，土星的北极一直不可见，因为土星的北半球当时仍处于冬季。但随着春分的到来，北半球迎来春季，北极不仅逐渐进入视野，而且在某种意义上开始升温、解冻，因为太阳直射光线开始照射到那里。尽管在2009年的图像中可以看到半个北极，但直到2012年，北极周围的区域才完全进入视野。当这一区域完全可见时，卡西尼号的科学家们看到的景象既令人惊讶又壮观。

在早期任务阶段，卡西尼号探测器飞越土星北极上方，拍摄了这张金色土星及其巨大、宽阔的主环系统的图像。图像左侧可见太阳照射下土星投下的阴影；图像中央，土星北极区域呈现蓝白色调，并具有显著的六边形结构，其正中心还存在一个类似飓风的气象特征。图片来源：美国国家航空航天局欧洲航天局意大利航天局空间科学研究所

当然，土星呈著名的金黄色，表面有带状结构，这和许多气态巨行星一样。在特定纬度上会出现云状特征环带，这也是气态巨行星的常见特征。但在北极点附近，出现了一系列完全出乎意料的特征。

当你朝着北极移动时，会出现明显的颜色变化。随着行星从金色过渡到较暗的棕色，再到更深的棕色，最后变成蓝色。此外，在更接近赤道的纬度有许多圆形特征，而北极本身呈现出一个六边形特征，将棕色区域与北极的蓝色区域分隔开来。在北极的正中心，也出现了一个与在土星南极发现的类似的飓风：呈现出深蓝色，中心有一个黑色的风眼。

那个六边形是怎么回事？它一直都在那儿吗？

毕竟，卡西尼号并非首个抵达土星的探测任务。虽然从地球上的望远镜难以清晰观测土星北极区域，但旅行者1号任务的科学家确实在飞掠期间拍摄了一系列土星北极的照片，并将它们拼接成一幅地图。他们发现，土星北极附近确实存在一个奇特的六边形结构。此后数十年间，科学家——包括曾参与这两项任务的部分研究人员——一直期待卡西尼号传回的新数据，以进一步揭示土星北极区域的奥秘。

左侧合成图展示了旅行者号探测器拍摄的土星北极区域，右侧图像则为卡西尼号探测器在同一区域获取的数据。图片来源：D。A。GodfreyNOAO（左）；NASAESAASI空间科学研究所（右）

那个六边形风暴不仅真实存在，而且极其持久。该风暴始于土星北纬78度处，并向下延伸约100公里（62英里）的深度。从一端到另一端，风暴本身规模巨大：宽度超过32000公里（20000英里），约为地球直径的2。5倍。虽然其他大气特征会随时间在纬度上有所变化或波动，但这个六边形特征非常稳定，其与极点的距离变化微乎其微。

六边形结构曾令科学家们困惑不已，直到在地球上开展流体动力学实验，并在特定条件下成功复现了这一独特六边形特征，才由此建立起目前关于该六边形形成与维持机制的理论模型。北极区域持续存在一场强烈的极地风暴，其性质与飓风高度相似。然而，若在六边形轮廓周围存在一条自西向东流动的气流，其速度约为每小时360公里（约每小时220英里），那么当该气流与中低纬度地区的空气流动相互作用时，便确实会呈现出六边形的几何图案。

土星北纬78度附近存在一个六边形喷流结构。其正北极处有一个高速气旋，与早先在土星南极观测到的对应气旋特征相似。整体而言，该六边形结构直径约为32000千米（20000英里）。图片来源：NASAJPLCaltech空间科学研究所

上图展示了土星北极区域更多部分被照亮后出现的一些细微变化。土星的两个半球明显不对称：北极的六边形在南极没有对应的结构，这表明两个半球之间存在尚未完全揭示的潜在差异。随着更多时间的光照，蓝色变得不那么深，开始泛黄。目前的主流观点认为，甲烷会形成蓝色，所以当北极从冬季中苏醒时，大量甲烷仍然存在，这使得极地地区最初呈现蓝色。

当阳光直射甲烷分子时——即使在土星这样远离太阳的遥远距离上——这些分子也可能发生分解。分解后的分子有时会重新结合，变回甲烷；但同时也可能与其他分解后的甲烷分子相遇，进而连接形成更长链的碳氢化合物。随着这一过程持续进行，原本呈蓝色的六边形区域会逐渐变为黄色，这是因为甲烷缓慢地转化成了更重、链更长的碳氢化合物。

2012年12月做出了一个了不起的决定：卡西尼号将飞越土星两极，让任务科学家们能够制作一部将10个小时的时长浓缩至几秒的图片。

这组由八张图像拼接而成的系列图像是卡西尼号任务获取的。图像中可以看到极地涡旋及其六边形边界，同时周围大气中还有许多其他的湍流风暴和特征在翻腾。图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院太空科学研究所汉普顿大学

这些伪彩色滤镜揭示了多种多样的特征。当然，图像中央可见极地涡旋，其外围还环绕着一个巨大的六边形环状结构。此外，图像中还呈现出大量具有反射特性的云系特征，在极区附近显示为粉红色斑点。另有若干较小的涡旋，呈现为红白色椭圆形，其中包括图像底部附近的一个大型涡旋，其直径约为3500公里（约2200英里）。据卡西尼成像团队科学家安德鲁英格索尔介绍，

六边形只是一股气流，而那里与之相似的天气特征向来都是变幻无常且不稳定的。地球上的飓风通常持续一周，但这个六边形已经存在了数十年，甚至，谁知道呢，也许有数百年了。

地球无法形成这样的六边形特征，因为我们的急流会以复杂的形状蜿蜒曲折，这是由于空气在大陆和海洋分布、热量传递以及天气模式的影响下流动所致。在地球上，阳光和地球的自转是决定空气流动方式的主要因素，但在土星上，厚厚的大气层（没有已知的固体表面），再加上与太阳的极远距离以及其均匀的成分，使得像这种六边形这样的图案得以形成。

这两张由同一航天器（卡西尼号）上的同一仪器拍摄的土星北极地区自然彩色图像，相隔四年，揭示了六边形区域本身发生的显著颜色变化。最初，六边形呈蓝色，表明其富含甲烷，但在后续图像中，蓝色大部分已消失，只有极地风暴的中心仍呈蓝色，其余部分则变黄了。图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院空间科学研究所汉普顿大学

随着夏至临近，卡西尼号接近其任务的最终尾声，北极地区的外观持续发生变化。六边形所环绕的区域开始变成棕黄色，最初的蓝色痕迹消失殆尽。实际上，最后的蓝色痕迹仅残留在北极正上方风暴的内部：这表明只有在这个阳光难以充分照射到甲烷的区域，光解作用（以及重新结合成更长链分子的过程）才不会发生。随着夏至临近，整个极地地区都改变了颜色。

科学家们会定期对卡西尼号的导航计划做出决策，决定让它进入极轨：即让它直接飞越土星的两极，从而能获得从北极或南极鸟瞰的视角。（从观测角度来看，被照亮的那一极总是更具观测价值。）因此，在卡西尼号结束使命前不久，它最后做的事情之一就是再次拍摄北极的影像，从而能够对极区的变化进行同等条件的对比，就像下面的图片所展示的那样。

NASA卡西尼号探测器拍摄的这些自然色彩图像，对比了土星北极区域六边形云系及周边极区在不同时期的外观变化。该区域整体呈现的黄色调被认为是由太阳辐射增强导致大气中生成的烟雾颗粒所致，而中心涡旋则保持蓝色。

尽管土星极地六边形区域内的特征随时间推移变化显著，包括颜色、云层覆盖以及内外部的各种不稳定性，但许多关键特征始终保持稳定。

土星北极正上方始终有一场快速移动的飓风，其位置仅略有移动。这场飓风周围始终环绕着厚厚的云墙，并且与周边较低纬度的风相比，这里的风以更快的角速度旋转。此外，在北纬约78度处始终有一个六边形特征，该特征未见有明显变化，环绕着整个系统。

这是从唯一一艘曾前往观测土星的轨道飞行器所传回的土星影像。自2017年卡西尼号任务结束以来，我们仅能依靠这些存档照片，以及通过哈勃、詹姆斯韦布空间望远镜等先进设备从远处拍摄的图像来了解土星。尽管这些观测已为我们呈现了土星在多种视角下的精彩画面，包括此前极少探测到的波段，但至今仍未能获取土星两极的完整鸟瞰图。

这也是类似下图所示的人工智能垃圾内容如此令人恼火的部分原因：它不仅在事实方面存在错误，还贬低了卡西尼号整个团队长期以来所做的所有出色、扎实的工作。

这张人工智能生成的图像展示了一堆胡言乱语，被粉饰得看起来像一张真正的卡西尼号探测器拍摄的图像，但实际上并非如此。来源：人工智能垃圾之作

在看过实物之后再看这张图片，令人难以置信的是有那么多细节都是错误的。让我们来梳理其中的一些。

漩涡中心呈暗色，但实际上不应如此。
中心区域呈现深紫色旋涡，而真实图像中仅可见蓝色、白色、黄色和棕色，以及蓝黄混合处的一点绿色。
云系图案过于规整；实际观测图像显示的漩涡结构则明显更为斑驳不均。
云系轮廓的锐度被过度强化，这与卡西尼号探测器的实际成像能力，以及其在土星极区始终维持的遥远观测距离不符。
蓝色区域延伸至六边形边界之外，形成一系列旋涡状结构，但卡西尼号从未观测到此类现象。
真实的土星六边形结构边缘呈圆润过渡，而图中所呈现的多边形却遍布尖锐转角，在每个顶点处均显示出多个尖点。
最令人难以接受的是，八不等于六，而该AI生成图像展示的实为八边形，而非六边形。

你还有很多其他事情可以抱怨，比如展示行星上部约20度区域时比例尺的错误，以及该区域周围环绕着光环的问题。但关键在于，我们目前正处于这样一个时期：大量并非真实且绝不应与真实事物相混淆的人工智能粗制滥造之作正以前所未有的速度被传播，而大多数人无法分辨哪些是真实的，哪些只是由一台常常出错的特征猜测机器虚构出来的内容。

这张土星的合成图像，是土星北半球在夏季至点临近时期所拍摄的宽视场影像之一。图中，土星北极的六边形云系清晰可见，其边缘呈实际的圆润状，整体呈现出暗淡的黄褐色调。在最北端的极区附近，仍可隐约看到一抹蓝色——据推测，这是夏季期间甲烷尚能存留的唯一区域。来源：美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）空间科学研究所（SSI）

通过多种仪器的综合测量，包括对引力敏感的仪器，科学家得以确定土星云顶最上层高达1440公里小时（895英里小时）的强风实际上向行星内部延伸达8000公里（5000英里）。尽管卡西尼号任务早已结束，但其积累的大量数据仍在推动对土星的持续研究。科学家近期提出，一股超音速急流可能延伸至远低于卡西尼号仪器探测极限的深度，并可能受到土星内部较小气旋的挤压，从而仅在一个极区形成六边形结构。

和任何成功的任务一样，卡西尼号所取得的丰硕成果应该激励我们开展未来的探索。我们应该规划前往天王星和海王星的轨道器任务，这两颗行星都从未迎来过轨道器。我们应该规划对土星的后续任务，因为我们仍然不确定土星中心是否存在岩核，也不清楚其大小和特性。我们有关于土星主环如何形成以及何时形成的理论，而一次新的实地探测任务可以对其中许多理论进行验证。但如果我们用机器虚构出的不切实际的画面，取代了开展真正的科学研究、探寻当今重大问题实际答案的梦想，那将是人类的一代之失。

我们绝不能让自己被美好表象的虚假诱惑所迷惑。
在科学探索中，唯有现实才是最重要的。

科学与技术、天文学、空间探索、人工智能、行星科学

BY: Ethan Siegel

FY: AI

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翻译：AI

审核：天文志愿文章组-

终审：天文志愿文章组-零度星系

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