作者:Luciano Iess 来源:《科学》 发布时间:2012-7-3 13:44:52
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土卫六或拥有地下海洋
但并不意味着存在生命形式

 
有关土卫六的最新模型预测在其冰壳下100公里处存在着一个海洋。
 
图片来源:A. Tavani
 
随着探测器一遍遍地扫过土卫六这颗土星最大的卫星,由美国宇航局(NASA)的“卡西尼”号采集的数据提供了迄今为止最好的证据,表明在这颗被浓雾环绕的卫星厚厚的冰壳之下,拥有一个晃动着的水的海洋。但科学家指出,这并不意味着土卫六上存在生命形式。
 
意大利罗马大学的行星学家Luciano Iess指出,在土卫六环绕土星运转一周的16天里,卫星与行星之间的距离在略小于119万公里到接近126万公里之间变换——这一差异便形成了能够扭曲土卫六表面的潮汐。他解释说,评估这些潮汐的规模及其影响能够提供有关卫星内部构造的线索。
 
自从“卡西尼”探测器从2004年7月开始环绕土星运转以来,它已80多次飞越土卫六。在这项研究中,Iess和他的同事分析了在6次飞越过程中,随着接近以及离开这颗卫星,土卫六的引力如何导致“卡西尼”号探测器加速和减速。由于在探测器每次飞越过程中,土卫六都处于其轨道的不同点位上,因此研究小组能够利用飞越数据来辨识卫星在其轨道上运行的引力场的微弱变化。这些变化是由土卫六形状的改变所引发的,而后者反过来又是由卫星表面的潮汐扭曲所造成的。
 
Iess指出,研究小组的分析结果表明,在每一次环绕过程中,土卫六表面的升降能够达到10米。这种扭曲的程度意味着土卫六的内部相对容易产生形变。研究小组在6月29日出版的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。关于卫星内部构造的几个模型暗示了这种柔韧性——包括一个模型假设卫星是固体的,但到处都是湿软的。然而研究人员提出最有可能的土卫六模型是一个几十公里厚的冰壳漂浮在一个球形的海洋上面。连同之前的研究结果,研究小组的发现意味着土卫六的海洋可能位于卫星表面下不超过100公里的地方。
 
美国加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的行星学家Robert Pappalardo认为:“这是一个令人兴奋的发现,它坚定地把土卫六拉进了拥有海洋的大卫星家族中。”科学家之前曾推测位于太阳系外围的几颗卫星的冰壳下存在海洋,它们包括土卫二——这是土星的另一颗卫星,以及围绕木星运转的木卫二。
 
这项研究的合著者、纽约州伊萨卡市康奈尔大学的行星学家Jonathan Lunine指出,土卫六冰壳的潮汐扭曲并不能提供足够的热量以保持地下海洋的液态。但他强调,土卫六内核放射性元素的衰变——使这里的许多硅酸盐脱水的化学反应——所释放的能量,以及可能污染海洋的少量的氨将帮助海洋避免冻结。
 
然而Lunine指出,这种潮汐扭曲能够解释为什么土卫六的大气中存在甲烷——尽管这种气体通常会被由阳光所驱动的化学反应所分解。土卫六外壳上层中富含甲烷的冰沉积层足以被扭曲所加热,从而释放出甲烷气体,并因此补充了卫星大气中的气体浓度。它们随后又以降雨的形式落回土卫六表面的甲烷海洋和湖泊中。
 
但Lunine强调:“这仅仅是一种假设,因为科学家尚无法测量接近土卫六表面的甲烷浓度。没有确凿的证据表明它们从何而来。”
 
幸好这个证据可能很快就能到手。作为NASA正在考虑的在本十年后期发射的3个候选项目之一,土卫六海探测器(TiME)将在土卫六北半球的一个大型甲烷海洋中投放一个浮动的、装载仪器的太空舱,用以研究发生在这里的化学及物理过程。Lunine说:“截至目前,我们只有在飞越的过程中进行观测。”
 
“卡西尼”号探测器是20世纪最后一艘行星际探测的大飞船,于1997年发射升空,2004年飞抵土星,进入环绕土星运行的轨道。“卡西尼”号探测器不断向地球传回在土星拍摄的图像,并有一些重大的发现。(来源:中国科学报 赵路)
 
 
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