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第291章 机制(1/2)

张晓辰也明白土卫二在土星环内运行事实上,共有两种不同的机制补充着环带的颗粒。首先,同时也是最重要的,是土卫二南极地区的羽状喷射物,尽管大部分的喷射物都落回卫星表面,但由于土卫二的逃逸速度仅为866公里/小时,故仍有部分物质逃逸出土卫二的重力控制而进入环土星的轨道。

第二种机制是流星对土卫二的轰击造成其表面扬起的粉尘进入环带。这种机制并非土卫二所独有,它对环中的所有卫星都有效,从土卫二上观测,土星占据着近30°的视角,比从地球上观测到的月球的视角大60多倍。此外,由于土卫二的自转与公转同步,造成土卫二永远都由同一面面向土星,所以土星在土卫二的夜空中从不移动,而在土卫二背对着土星的那一面,则永远都看不到土星。

土星光环的可观测视角只有0.019°,看起来就像一条明亮的细线横穿土星的圆盘,不过它落在土星盘面上的阴影则可以被清楚地辨认出。就如同在地球上观测到的月球一般,土卫二上观测到的土星也有定期的相的变化,其从亏到赢要经历一个16小时的周期。与此同时,太阳则只占据着3.5'的视角,比从地球上观测到的月球的视角小了9倍

如果一个观测者在土卫二上进行观测,那么平均每过72小时,他就能观测到土卫一运行至土星前面。土卫一的视角接近于月球,最大时为26';而土卫十三和土卫三十二大小则如同星星;土卫三的最大视角能略超过1°,比月球的视角大一倍,但只有在其最靠近土卫二时从土卫二的背向土星面才能看到。

2008年3月,飞过土卫二附近的美国“卡西尼”号探测器发回照片显示,土卫二上有类似间歇泉的冰屑和水蒸气喷发景象,表明这颗天体上可能存在液态水。尽管照片没有拍到液态水,但科学家认为,照片上的冰屑和水蒸气来自土卫二地表较浅处的“地下水库”。

研究人员猜想,这些液态水表面为薄冰覆盖。若覆盖冰层出现裂隙,液态水的温度和压力都会急剧下降,一方面形成水蒸气喷发,另一方面喷出水蒸气迅速冷凝成冰屑,类似于地球上的热泉眼,只不过温度要低得多。

美国科罗拉多州太空科学研究所的影像分析专家卡罗琳·波尔科说,如果这个地表温度低至零下200摄氏度的星球上存在液态水,其地下就可能存在热源。另外,美国亚利桑那大学研究人员通过对“卡西尼”传回资料进行光谱分析,认为土卫二南极附近可能存在少量有机物。

最近,美国宇航局的卡西尼探测器又取得了新的发现成果,根据最新公布的消息,卡西尼探测器在土卫二冰层下方发现了多达101处的间歇泉喷口,这意味着土星这颗“冰卫星”上拥有更多的冰水成分,而且地下还有特殊的加热机制,可以将冰层融化。

科学家对土卫二的研究发现,其表面下方可能存在大量的液态水,近七年来,卡西尼探测器开始通过高分辨率相机系统对土卫二南极进行扫描,其独特的地质给科学家留下了深刻的印象,这里布满了酷似虎斑纹的裂缝,其中还喷出了微小的冰颗粒,全部扫描后科学家确认了101处间歇泉位置,并绘制出土卫二间歇泉分布图,同时美国宇航局研究人员也发现数个间歇泉周围还有表面热源,这可能与更深层的内部热源有关。

土卫二的间歇泉发现过程要追溯到2005年,科学家推测土星的潮汐力导致土卫二内部出现了热源,并在表面较薄的位置喷发出来,结果就形成了携带微小冰颗粒物的间歇泉。在这项研究之前,研究人员并不清楚该过程中何种作用占据了主导地位,也不确定土卫二内部多余的能量是否可影响到近表面附近。

为了确定间歇泉的位置,科学家使用了地质调查上使用的三角测量法,绘制出土卫二热辐射源与间歇泉位置关系图,可以看
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