探测器抓拍到首个地外行星海洋波浪

2015-10-24 10:58 作者:admin 来源:
经过多年搜索,行星学家认为他们可能最终发现了泰坦(土卫六,土星最大的卫星)海洋中的波浪涟漪。一旦得到证实,这将成为科学家首次在地球之外发现的海浪。
2012年与2013年,美国宇航局(NASA)的卡西尼号探测器在泰坦的一处碳氢化合物海洋——蓬加海的表面,发现了几处不同寻常的太阳反光。莫斯科市爱达荷大学行星学家Jason Barnes表示,这些反光可能来自于正在“扰乱”平静海洋的不超过2公分高的小波纹。

Barnes在3月17日召开的月球与行星科学大会上公布了这一发现,而同时发表的另一份报告则暗示在泰坦的其他海洋中也存在波浪。
研究人员希望在接下来的几年中会出现更多的波浪,因为随着泰坦从冬季进入春季,预计将有更多的风出现在这颗卫星的北半球——其大部分海洋恰好位于这里。
“泰坦可能开始搅拌。”马里兰州劳雷尔市约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室行星学家Ralph Lorenz说,“海洋学将不再仅仅是一门地球科学。”
在以往多次飞越泰坦的过程中,卡西尼号探测器曾发现了由甲烷、乙烷及其他碳氢化合物构成的小型湖泊及大型海洋。液态雨水降落到卫星表面然后蒸发,形成了一个复杂的天气系统,据推测,可能包含有风的模式。

但之前的探测从未发现风在泰坦海洋表面吹起的涟漪。它们通常就像玻璃一样光滑。这或许缘于液态碳氢化合物比水更有黏性,因此更难移动,又或许因为泰坦上的风太小了不足以吹动液体产生波纹。2010年,Lorenz和其他科学家提出,随着春季的到来,泰坦上的风力将越来越强,从而使科学家更有望发现波浪的存在。土星及其卫星围绕太阳旋转一周大约需要29个地球年。
安装在卡西尼号探测器上的一部分光计在2012年与2013年数次飞越泰坦的过程中拍摄了蓬加海的图像。这些图像显示,阳光在海洋的表面闪烁,就像黄昏时刻飞机从湖面上低空掠过时所看到的景象一样。

Barnes在此次会议上报告说,在这些图像中有4个像素点比可能的反射阳光还要亮。他推断,它们一定代表了一些粗糙的表面,例如一个波浪或一组波浪。
对海浪高度进行的计算表明,它们只有微不足道的几公分高。Barnes说:“现在还不要急着想到泰坦上去冲浪。”
搞清这些波浪是如何形成的将有助于科学家更好地了解泰坦的湖泊及海洋的物理状态。一项NASA的任务提案——如今已被重返火星的提案所击败——曾设想让一架探测器漂浮在泰坦的湖泊中。“如果我们投放一架湖泊着陆器,它是否只会溅起很小的浪花呢?”Barnes问道。

而在这次会议上发表的另一项研究结果也暗示了泰坦存在波浪的可能性。去年夏季,卡西尼科学家发现,在另一片海洋——丽姬亚海中的一个所谓的“魔幻岛”在出现后又随即消失了。纽约州伊萨卡市康奈尔大学行星学家Jason Hofgartner表示,这两次拍摄的间隔为16天。

在排除了一些相关的可能性后,例如一座岛屿随着海平面的变化而露头,研究人员推断,“魔幻岛”很可能是一组海浪。
与Barnes相比,丽姬亚海的研究人员可能要幸运得多——卡西尼号探测器将于今年8月重新飞越这片海洋,从而可以再次寻找波浪的痕迹。

图片中显示了土卫六表面的液体发射光,证明北半球湖泊或是海洋数量要多与南半球。

2012年7月,卡西尼号探测器在差不多的位置拍摄到的土卫六表面反光。

科学家拼接制作的土卫六北极地图,其中显示了大量的甲烷(蓝)、乙烷(黑)存储区域,其中就包括丽姬亚海和蓬加海