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研究發現土衛六「泰坦」與地球的又一個共同點

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土衛六「泰坦」是土星最大的衛星,這顆星球最為著名的特徵是濃密的大氣層及星球表面穩定的液態海洋。在太陽系中擁有與泰坦星球相同特徵的唯一一顆行星就是我們的地球。

土衛六「泰坦」星球上最大的甲烷湖克拉肯海,這個海洋長達1094千米。

最近發布的兩項新研究發現,在這兩個共同特徵之外,地球與土衛六「泰坦」還存在著第三個共同特徵,那就是環球海平面。

土衛六「泰坦」內部結構示意圖

《地球物理研究快報》雜誌刊發的兩個新的研究報告,為我們揭示了太陽系中最令人好奇的星球——土衛六「泰坦」的一些奧秘。第一個研究報告給我們帶來了到目前為止最為詳細的泰坦星球地形圖,第二個研究則在第一個研究的基礎上,為我們展示了土衛六「泰坦」星球上最大的海洋及湖泊有著共同的等勢面,這一發現意味著土衛六「泰坦」的海洋及湖泊構成了共同的海平面。這兩個研究都是由康奈爾大學的研究人員完成的。

他們的研究使用了多個數據來源,其中就包括了偉大的「卡西尼號」土星探測器發回的數據,亞歷克斯·海斯領導的一個研究小組在這些數據的幫助下拼湊形成了一個最新的泰坦星球地形圖。這個地形圖還說不上極為完美,有些地方還存在著空隙,有些模糊的地方還存在很大的不確定性,但是,它已經是迄今為止最為詳細的泰坦地形圖了。

土衛六「泰坦」的最新地形圖

耗時整整一年的地形圖構建工作還發現了土衛六「泰坦」的很多新特徵,其中就包括,泰坦星球上高度小於700米的新山脈,這個星球的赤道地區存在著窪地,通過觀測,這些窪地都是一些古老、乾涸的海洋或低溫火山流,即冰火山製造的物質流。康奈爾大學的科學家還發現,土衛六「泰坦」的表面比我們之前認為的要更為平坦,這一發現意味著泰坦星球的地殼具有很高的可變性,地殼運動頻繁。

在海斯領導開展的第二個研究中,研究人員使用新發現的地形圖信息展示出,土衛六「泰坦」的海洋及湖泊存在著一個較為平均的海平面。但是,同地球的液態水海洋存在不同的是,土衛六「泰坦」的海洋是由油狀碳氫化合物構成的,例如液態甲烷及乙烷等。土衛六「泰坦」上最大的海洋及湖泊都在全球範圍內存在著連續的海平面高度,這一點,很像地球的大西洋及太平洋,這兩個大洋相互連同,存在著共同的海平面。

泰坦星球上還有一些較小的湖泊,這些湖泊的水面高度要比土衛六「泰坦」海洋高度高大約數百英尺,這一點也很類似於我們地球的一些湖泊。秘魯與玻利維亞之間存在著一個名為「的的喀喀」的湖泊,這個座落於安地斯山脈之上的湖泊海拔高達3812米。

的的喀喀湖位於玻利維亞和秘魯兩國交界的科亞奧高原上,被稱為「高原明珠」,是世界上海拔最高的大型淡水湖

「我們正在對一個外星天體的液態平面高度進行著測量,這個天體距離太陽的距離為驚人的15億千米,而我們測量工作的準確程度高達40厘米。我們在觀測數據的幫助下,獲得了極高的測量精度,因此我們才在兩個海洋的海平面之間發現了較為平滑的高度變化,這一變化幅度僅為11米,變化幅度的測量基準為土衛六「泰坦」的中心點,海洋平面的這一變化幅度符合預期的引力勢變化情況」海斯在一份聲明中說。

物理中引力勢是指在萬有引力的作用下,任何物體對於另外一個物體都用一定的作用力——引力,因此被吸引的物體就產生了一定的勢能,它是機械能的一種,在一定情況下可以轉化成動能,這個勢能除以自身質量就是引力勢。以地球和地球上的物體為例,地球上的物體受到地球的引力而具有勢能,這就是引力勢能,除以自身質量就是引力勢,它和地球的質量、離地心的距離有關。

海斯提到的土衛六「泰坦」引力勢,主要是為了說明海平面的高度變化受到引力效應的影響,較大天體的各個區域的質量及形狀存在差異,導致天體引力勢出現不連續的情況。新的研究顯示出,泰坦星球海平面的環球差異處在土衛引力效應的預期範圍之內。

土衛六「泰坦」的麗姬亞海,它是泰坦星球上已知第二大的液體海洋

本次研究發現,土衛六「泰坦」上的大型液態海洋通過某種方式相互連同著。研究人員說,最合理的解釋是,這些海洋通過地下含水層相互連同,而不是通過星球表面的海峽或河流形成相互連同。

「在研究工作中,我們沒有在低於未乾涸湖泊液體平面以下的位置發現過任何乾涸的湖泊,我們認為,只要有湖泊的海平面降低,其他地方的液體馬上就會向其流動,將其填滿。這一發現意味著,湖泊和海洋之間存在地下流動,存在著相互連同,」海斯說:「這一發現還告訴我們,土衛六泰坦的地層之下儲存著液態碳氫化合物。」

土衛六「泰坦」上的碳氫化合物很有可能正在地表之下流動著,這一現象類似於地球地下水在多孔岩石及礫石間流動的情況,導致了相互臨近的湖泊及海洋擁有著共同的液態平面。

「蜻蜓」任務探測器登陸土衛六「泰坦」

目前,這一觀點還是理論預測,科學家將會找到適當的方法來證明,土衛六「泰坦」的地下存在著相互連同的儲蓄池,貯藏著大量的碳氫化合物。我們認為,這是一個很大的研究課題。僅這一點來說,就意味著將來的計劃任務非常值得重點對土衛六「泰坦」進行探測研究,很有可能發射一個機器人探測任務就能夠形成大量的探測研究成果。

來源:漫步宇宙

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