土星衛星表面神秘「虎皮條紋」成因被發現
如圖所示,土衛二表面的「虎皮條紋」形成之謎一直困擾著科學家,目前最新研究發現這種結構是由於土星潮汐引力作用導致的。
據英國每日郵報報道,美國宇航局卡西尼探測器自2014年進入土星軌道以來,對太陽系進行了深入研究,其中一個未解謎團是2005年首次發現的土衛二表面噴射的「虎皮條紋」結構。目前,科學家最新研究揭曉了其中的謎團,認為土星潮汐引力導致土衛二間歇泉持續噴發。
來自美國芝加哥大學和普林斯頓大學的專家指出,土星潮汐引力作用可驅動土衛二持續噴發間歇泉。芝加哥大學地球物理科學系副教授愛德溫-凱特(Edwin Kite)教授說:「地球上噴射現象不會持續太長時間,但對於土衛二來講,研究人員認為這顆衛星可能冰殼表面之下潛在著海洋,在南極地區通過多樣化裂縫噴射物質,土衛二表面『虎皮條紋』至少持續幾十年噴射水蒸汽和微小的冰霜顆粒。這些裂縫系統為何不被冰霜物質堵塞,一直令科學家迷惑不解。」
同時,凱特指出,還有一個謎團是為什麼通過蒸發冷卻作用從地下潛水面釋放能量,而不只是噴射冰物質。我們認為該能量來源是一種新的潮汐消散機制,之前研究人員未曾考慮過。
最新測試模型包含一系列幾乎平行排列的裂縫,它們從表面垂直延伸至下方的水物質。研究人員在計算機測試模型中應用了土星潮汐作用。凱特教授說:「唯一棘手的是部分定量計算不同裂縫和不同水位之間的彈性交互作用,結果顯示這與土星潮汐引力作用有關,裂縫寬度影響著如何快速響應土星潮汐引力。」
較寬裂縫響應潮汐引力產生噴射速度較快,而較窄裂縫會在潮汐引力達到峰值之後仍持續噴射8個小時。專門研究土衛二的卡西尼成像科學研究小組負責人卡洛琳-波柯(Carolyn Porco)博士說:「我對這項研究結果頗感興趣,通過潮汐作用可以抽吸南極冰殼深層裂縫的水物質。」
土衛二作為太陽系最佳地外生命候選星球,凱特教授表示,這顆衛星是太陽系最佳天體生物學實驗場地。之前卡西尼探測器數據表明,土衛二冰火山羽流可能來源於一個生物分子友好的海洋環境。冰火山也存在於木衛二,因此該計算機模型也可用於解釋木衛二表面結構。(悠悠/編譯)
責編:李文瑤
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