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二之日外星世界遍沙丘,科学家或已爆料土卫六

2019-09-02 11:38

科学家或已揭开土卫六箭头型结构之谜

卡西尼传回土卫六地表图像:寒冷外星世界遍沙丘

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图中可见的箭头状云层部分东西延伸超过1200公里,南北宽1500公里。

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北京时间8月19日消息,根据一项最新研究结果,土卫六云层中观测到的神秘箭头型结构之谜或许已经被解开了,看起来这可能是一股扫过土卫六大气的波动所致。研究人员们表示这一结果将有助于科学家们更好地理解地球大气中发生的类似现象,尤其是在这样一个处于气候转变的时期,显得更加可贵。

新浪科技讯 北京时间10月9日消息,据国外媒体报道,美国宇航局的卡西尼探测器近期传回了土星最大的卫星——土卫六的最新高清图像。相关图像展示了一个“寒冷的外星世界”,可以看到崎岖的山地地区覆盖着数以百计的大量沙丘,那里可能是土卫六表面最为古老的一片区域。卡西尼飞船是在7月25日近距离飞过土卫六时拍摄的这些图像,当时飞船距离土卫六地面只有大约607英里。

2010年,美国宇航局卡西尼号土星飞船首次观测到土卫六上空的这一奇特云层结构。这块云非常巨大,延伸超过1500公里。为了弄清这样一个奇特的云块是如何形成的,加州大学洛杉矶分校的行星学家乔纳森:米歇尔(Jonathan Mitchell)和他的同事们借助计算机三维气候模型进行土卫六大气运动模式的推演。

要想获取如此高清晰的图像,卡西尼飞船上的雷达系统必须穿透围绕土卫六的厚厚雾霾,随后,科研人员们便看到了由飞船传回的土卫六地表沙丘遍布的影像。科学家们认为这些沙丘的成分应该是从土卫六大气中沉降下来的碳氢化合物颗粒,这样的沙丘地形占据了土卫六赤道区域的大部分。

他们发现土卫六赤道附近的震荡波可以导致此种形状的云块出现。如果要更形象地理解这种震荡波是如何出现的,请想象一只葡萄酒杯发出纯共振音的景象。

通过对这些沙丘的研究,科学家们能够学习到有关土卫六上的风、沙、以及地形起伏的相关信息。杨百翰大学的卡西尼雷达项目组成员加尼:拉德贝格(Jani Radebaugh)表示:“沙丘是一种动态的地貌。它们会被下风向上存在的障碍物改变形状,常常形成非常好看的各种沙丘外观。”

米歇尔告诉记者说:“酒杯的震动受到其内部结构的限制,因而只能发出特定的声响,土卫六也是一样,”他说:“这就是整个系统发生的天然震荡,这一奇特的箭头状云块也仅仅是响应这种特征振动波的必然反映。”

另外,卡西尼飞船也对一处被科学家们称作“Xanadu annex”的区域进行了观察。这是卡西尼飞船首次拍摄到这一区域的影像,但此前的研究已经证明这一地区可能与土卫六上的另一处名为“Xanadu”的区域之间存在广泛的相似性,从而有了这样一个名字。观测的结果也不出所料,科学家们注意到该区域的山地类型特点与“Xanadu”以及土卫六上其他一些地区的相应地貌之间存在诸多相似性。

这种反常的云块结构会造成比常规降水强度强20倍的强降雨,从而对土卫六地表过程的塑造起到关键性的作用。大量的“雨水”造成剧烈冲刷侵蚀,这可以解释土卫六表面存在的一些宽阔的冲刷深谷。但是土卫六上的“雨水”可不是水,而是碳氢化合物。

美国宇航局喷气推进实验室的卡西尼雷达项目组科学家迈克:詹森(Mike Jannsen)指出:“使用雷达设备观察,这一区域看上去和Xanadu区域非常相像,然而当你从其他波段进行观测时,比如使用哈勃空间望远镜进行观测时就会发现那里似乎存在着一些不太一样的东西。这是一个非常有趣的问题。”

至于未来的研究方向,米歇尔表示可以综合整个卡西尼项目收集的数据来寻找其它独特的云块结构:“很有可能我们可以再次找到类似的云块结构并重复进行分析,从而进一步加深我们对土卫六气候模式的理解。”

研究人员们表示Xanadu地区目前在很大程度上还仍然是一个谜团。和土卫六上其他地区不同的是,这片地区大部分都是山地地形,而其他地区的山地基本上都呈现孤立形式。科学家们正在尝试为这里独特的情况给出理论解释。喷气推进实验室的卡西尼雷达项目组成员罗萨里:罗普斯(Rosaly Lopes)指出:“这些山地似乎是土卫六表面最为古老的地区,可能是被大量有机质覆盖之前出露的古老冰冻地壳的残留。”

与此同时,这些来自土卫六的研究同样可以对地球有所启发,因为从本质上而言,土卫六和地球非常相像。科学家们已经发现土卫六大气表现出的一些特征和地球赤道部分热带大气的性质非常相像。只是在地球上仅仅局限在热带地区的现象在土卫六上似乎扩展到了全球的范围。

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“这种全球性质的波动形成了土卫六上的狂暴降雨云团,这和地球热带地区大气产生风暴的过程非常类似,尽管在地球上这种过程没有土卫六上那么明显,”米歇尔说:“我希望针对土卫六的研究将最终有助于我们弄清地球气候变化中出现的天气模式。”

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卡西尼飞船在7月25日对土卫六的飞掠是卡西尼飞船最后一次飞越土卫六南部高纬度地区上空。卡西尼飞船雷达项目组的成员,喷气推进实验室的史蒂芬:沃尔(Stephen Wall)表示:“如果卡西尼飞船围绕的是地球而不是土星,这就有点像是说,这是这艘飞船最后一次飞过澳大利亚上空。”

而在卡西尼飞船最后一次飞越土卫六上空期间,这艘飞船将集中对土卫六北半球高纬度地区分布的,充满液体的湖泊和海洋进行观测。按照目前的计划,从2017年4月开始,卡西尼飞船将开始执行最后一次任务延长,计划对土星极其光环结构进行22次飞越观察。

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