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卡西尼號發現泰坦可能擁有地下海洋

2012/07/24 | | 標籤:

 義大利羅馬智慧大學(Sapienza University of Rome)Luciano Iess等人分析卡西尼號太空船(Cassini)的觀測資料,發現土星最大的衛星—土衛六(泰坦,Titan)在其冰殼之下,可能有地下海洋。尋找海洋一直是太陽系探索任務最重要的目標之一,因此這些科學家非常高興他們找到了一個海洋世界。

當土衛六環繞土星公轉過程中,受到土星重力影響,不斷被嚴重地擠壓或拉長。這些科學家估算:如果土衛六完全由堅硬的岩石組成,則土星重力僅會讓土衛六固體部分變形而形成高約1公尺的凸起(bulge),類似月球的重力引起地球海洋的潮汐現象一樣。但卡西尼號卻偵測到約10公尺的凸起現象,顯見土衛六不是完全由固態岩質物質組成。在地球上,地表海洋的潮汐現象由月亮和太陽的重力會造成。在開放式的海洋地區,潮高可達60公分左右。雖然液態水易於移動而形成潮汐現象,但其實受到太陽和月球重力拉扯之下,固體的地殼部分也會出現高約50公分左右的凸起。

土衛六每16天繞土星公轉一周,科學家便可研究它在軌道上不同位置時的形狀。由於土衛六並非完美的球形,而是有點拉長的橢球形,像是橄欖球一樣的形狀,它的長軸方向在比較靠近土星時會被拉得比較長;而8天之後,當土衛六離土星比較遠時,長軸方向變得較短,顯得比較圓。卡西尼號便是藉此測量土衛六被擠壓和拉扯的重力效應。

科學家之前不太確定卡西尼號是否能偵測到土衛六受所受到的土星重力潮汐,不過從2006年2月27日到2011年2月18日期間,卡西尼號6度接近土衛六的機會,這些科學家經由測量土星重力潮汐造成土衛六的變化,推測土衛六的內部結構。

Iess等人推測:土衛六內部應該有海洋,這片海洋無須太大,也無須很深,就足以讓土衛六受土星重力潮汐影響下,產生10公尺高的凸起。這片液態海洋,應是位在土衛六變形的地殼和固態地函之間。由於如同太陽系外側許多冰衛星一樣,土衛六表面絕大部分是由水冰所組成,因此這些科學家認為土衛六的海洋應該主要成分應是液態水。

土衛六擁有地下海洋的現象,並不是此處一定有生命出現的指標。科學家認為當液態水與岩石有接觸時,反而比較容易形成生命,而卡西尼號的資料並不能指出與土衛六地下海洋底部接觸的是岩石還是冰。

如果能多瞭解一點這片地下海洋的細節,或許也可以進一步瞭解土衛六表面甲烷可不斷更替補充的謎題,亦即甲烷究竟如何保存於土衛六內部,如何向外噴出至表面?土衛六所有獨特的現象都與其表面出現的大量甲烷有關,但大氣中的甲烷並不穩定,會在很短的地質時間尺度內就被摧毀,所以如何不斷補充大氣中的甲烷就變成一個非常重要的課題。科學家猜測:土衛六這片液態水海洋,其中的「鹽分」是氨,可以藉由液態海水中的氨鹽氣泡藉由浮力上升土衛六地殼,在冰殼中釋出甲烷。

資料來源:Cassini Finds Likely Subsurface Ocean on Saturn Moon[2012.06.28]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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