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300多米!没想到土卫六的海洋世界竟有如此之深的地方!

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天文在线 2021-04-14 14:55

土卫六,土星最大的卫星,是太阳系中唯一一个表面有液体自由流动的星球。但不是地球上所谓的水,而是液态烃,绝大多数是甲烷和乙烷。雨水落在卫星上,形成了河流、湖泊和海洋。研究员们已经测量过了流入土卫六最大海域的一个河口的深度,从那他们可以估算出这个海域大概的深度。

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图解:土卫六 图源:NASA

图解:土卫六上的湖泊 图源:NASA

在《地球物理学研究杂志》上发表的一篇论文中,行星科学家们已经测量出默里湾的深度,它位于克拉肯海北端——土卫六表面已知最大的水域。研究土星和其卫星已经超过十年的卡西尼任务配备了雷达高度计。研究小组利用河口处海面反射的回波信号和穿过水体并从海底反射的信号的时差来计算出河口和海洋的深度。

图源:卡西尼拍摄的土卫六的上层大气,由乙烷、乙炔构成 图源:NASA

研究小组估测这个河口大概有85米(280英尺)深,虽然存在着一个关键的不确定因素,可能会使结果变得更浅或更深一些。尽管存在不确定因素,研究人员还是通过这些数据估测出克拉肯海至少有100米(330英尺)深,但也很可能是这个数据的三倍,也就是差不多300米左右(1000英尺)。

“除了土卫六最大的海域克拉肯海,土卫六上所有海域的的深度和构成都已经被测量过了。克拉肯海不仅有个响亮的名字,而且还容纳了卫星表面大约80%的水体。”康奈尔大学天体物理学和行星科学中心的助理研究员,首席作者瓦雷里奥·波加里在报告里说道。

图解:土卫六的湖泊 图源:百度

根据这些估测,可以发现克拉肯海似乎与卫星表面其他主要水体没有太大的区别,并且这是我们对土卫六认知的一个重要事实。土卫六大气层中的甲烷通过太阳进行化学反应转化为乙烷。所以,照道理说,经过亿万年甲烷应该都变成了乙烷。但是现在依旧存在着甲烷,并且它的来源目前还是个谜。

图源:卡西尼拍摄的土卫六的上层大气,由乙烷、乙炔构成 图源:NASA

进一步的卫星探索计划在2026年中进行,美国航天局的蜻蜓号(土卫六探测器)旨在寻找星球上生命的起源或迹象,预计在2034年到达。也有人讨论机器人潜艇是否可以在未来的任务中探索其海洋和湖泊,研究人员认为这对探索克拉肯海域至关重要。

图解:蜻蜓号 图源:NASA

图解:蜻蜓号 图源:NASA

“多亏了我们的测量,”波贾利说,“科学家现在能更精确地推断出水的密度,从而更好地校准船上的声纳,了解海洋的流向。”

相关知识

土卫六又称为“泰坦”(Titan),是环绕土星运行的一颗卫星,是土星卫星中最大的一个,也是太阳系第二大的卫星。荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯在1655年3月25日发现它,也是在太阳系内继木星伽利略卫星后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系第一颗被发现拥有浓厚大气层的卫星,因此被高度怀疑有生命体的存在,科学家也推测大气中的甲烷可能是生命体的基础。土卫六可以被视为一个时光机器,有助我们了解地球最初期的情况,揭开地球生物如何诞生之谜。

土星的卫星繁多,大者有比水星更大的土卫六,小者有不足一百米宽的小卫星。土星共有82颗轨道已得到证实而又没有混进环内的自然卫星,其中直径超过50公里的只有13颗;除此之外,还有上百万颗微型卫星以及由无数细小颗粒所组成的土星环系统。有七颗卫星的质量足够大,其重力足以使其坍缩成近球体形状,不过只有土卫六达到流体静力平衡状态(土卫五也有可能)。土星的某些卫星有着独一无二的特殊地理。土卫六是太阳系第二大卫星(仅次于木卫三),而且有着类似于地球的氮大气层、液态碳氢化合物的湖泊、河流和降雨。土卫二的南极地区会喷射出气体和尘埃,其表面之下很可能有液态水海洋。土卫八的表面则分为黑白两个半球,颜色呈鲜明对比。

BY: Alfredo Carpineti博士

FY: Gin

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