在2017年最后一次飛越土星最大的衛星土衛六(泰坦)時,美國宇航局卡西尼號飛船收集到的雷達數據顯示,土衛六海說神聊半球的小液態湖出奇地深,坐落在山頂上,布滿了甲烷。這項新發現頒發在2019年4月15日的《天然天文學》上,它初次證實了土衛六上一些湖泊的深度(跨越300英尺或100米)及其構成。它們供給了關于液態甲烷降雨、蒸發和滲入鈦的新信息。鈦是太陽系中除地球外獨一已知概況有不變液體的行星。
博科園:科學家們已經知道土衛六的水文輪回與地球相似,但有一個本家兒要的區別。土衛六沒有從海洋中蒸發水分,形當作云和雨,而是全數由甲烷和乙烷完當作。我們傾標的目的于認為這些碳氫化合物在地球上是一種氣體,除非它們在容器中加壓。可是土衛六太冷了,所以它們表示得像液體一樣,就像地球上室溫下的汽油一樣。更大的海說神聊部海域布滿甲烷,但發現海說神聊部較小的湖泊本家兒要布滿甲烷卻令人受驚。此前,卡西尼號的數據測量了泰坦南半球獨一的本家兒要湖泊安粗略湖。
發現甲烷和乙烷的夾雜物大致不異,乙烷比甲烷略重,其構成中含有更多的碳和氫原子。研究陳述的第一作者、加州帕薩迪納市加州理工學院的卡西尼號雷達科學家馬可·馬斯托朱塞佩說:每次在土衛六上發現新工具,土衛六就變得越來越神秘。但這些新的量成果有助于回覆幾個關頭問題,我們此刻可以更好地輿解泰坦的水文。卡西尼號的科學家、紐約康奈爾大學的卡西尼號的合著者喬納森·魯寧說:除了土衛六的獨特之處(土衛六具有近似地球的特征,由外來物質雕鏤而當作)之外,海說神聊半球一側的水文與另一側的水文完全分歧。
這張卡西尼號近紅外彩色照片顯示了泰坦海說神聊極海面上閃爍的太陽。圖片:NASA/JPL-Caltech/Univ. Arizona/Univ. Idaho
這就仿佛你俯視地球海說神聊極,你會發現海說神聊美液態物體所處的地質情況與亞洲完全分歧。在土衛六的東面,有低海拔的大海、峽谷和島嶼。西邊是小湖,新測量成果顯示,這些湖泊坐落在高山和高原之上。新雷達測量成果證實了之前的發現,這些湖泊遠高于海平面,但它們讓人聯想起一幅新的地貌圖像(像臺地或紐扣)超出跨越四周景不雅數百英尺,頂部是深液態湖泊。這些西部湖泊很小,只有幾十英里寬,可是很是深,這一事實也告訴了科學家關于地質學的一些新環境:這是迄今為止最好的證據,表白它們很可能是在四周冰基巖和固體有機物化學消融和崩塌時形當作。
在地球上,近似湖泊被稱為巖溶湖,它們發生在德國、克羅地亞和美國等地,當水消融石灰巖基巖時形當作。除了對深湖的研究,《天然天文學》上的第二篇論文還幫忙解開了土衛六水文輪回的更多謎團。研究人員操縱卡西尼號數據揭示了他們所稱的“瞬時湖泊”。從雷達和紅外數據來看,分歧的不雅測成果似乎表白液位發生了顯著轉變。馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯應用物理嘗試室的行星科學家、該研究陳述的本家兒要作者噴鼻農麥肯齊說:最合理的詮釋是,在液體概況存在一些季候性的轉變。
一種可能性是,這些短暫的特征可能是較淺的液體體,在這個季候的過程中蒸發并滲入到地下。這些成果和《天然天文學》上頒發關于土衛六深湖的論文撐持了這樣一種不雅點,即碳氫化合物雨滋養了這些湖泊,然后這些湖泊會蒸發還大氣或排入地下,留下儲存在地下的液體儲藏庫。卡西尼號于2004年抵達土星系統,并于2017年竣事了它的使命,它居心潛入土星的大氣層,在泰坦概況繪制了跨越62萬平方英里(160萬平方公里)的液態湖泊和海洋。
它操縱雷達儀器完當作了這項工作,雷達儀器發出無線電波,收集返回旌旗燈號(或回波),供給有關地形、液體物體的深度和當作分信息,以及兩個可以或許穿透衛星厚厚大氣層煙霧的當作像系統。2017年4月22日,卡西尼號最后一次近距離飛越土衛六,為這項新研究收集了關頭數據。這是該使命最后一次不雅察衛星上較小的湖泊,研究小組充實操縱了這一機遇。當卡西尼號快速擦過時,從小型湖泊概況收集反響是一項怪異的挑戰。這是卡西尼號最后一次標的目的土衛六歡呼,這真的是一個豪舉!
卡西尼號于1997年10月15日發射。這一壯不雅的條紋是在卡納維拉爾角空軍基地上拍攝的,前景中有一艘固體火箭助推器。圖片:NASA
博科園-科學科普|研究/來自:噴氣推進嘗試室
參考期刊文獻:《Nature Astronomy》
DOI:10.1038/s41550-018-0687-6
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