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土星最小卫星的冰壳下 发现了海洋潮起潮落

时间:2024-02-10点击:
冰壳下最不可能的发现

据香港《南华早报》网站2月8日报道,来自欧洲和中国的研究人员在太阳系最不可能的地方之一发现了海洋——隐藏在最靠近土星的最小卫星的冰壳之下。

在《自然》杂志8日发表的论文中,该团队说这个“全球”海洋在土卫一布满陨石坑且地质活动不活跃的冰壳下方约20公里处潮起潮落。

科学家说,与木星的冰卫星木卫二和其他比较有名的水世界相比,土卫一的海洋很年轻并且仍在演变,给研究这些有可能存在生命的卫星形成提供了罕见的机会。

论文主要作者、法国巴黎天文台的瓦莱里·莱内说,土卫一——直径约400公里——存在内部海洋的可能性表面看上去“非常低”。

他说:“你绝对不会预料到它内部有这么多水——土卫一50%以上是液态水。”

论文联名作者包括广州暨南大学、伦敦玛丽王后大学和法国南特大学及弗朗什-孔泰大学的研究人员。

未参与此项研究的专家说,上述发现将改变人们对海洋世界的一般印象,并激励科学家对太阳系各处类似大小的冰卫星进行仔细的研究。

行星科学家马蒂亚·丘克和阿莉萨·罗登对该论文发表的评论说:“土卫一给科学家上了很重要的一课:直觉在提出假说方面很棒,但不足以得出结论。”

▲木卫一(路透社)

来自加利福尼亚州搜寻地外文明研究所的丘克写道:“太阳系总是有让人意外的东西,研究人员必须对新想法和出人意料的可能性保持足够的开放以认识它们。”

土卫一是天文学家威廉·赫舍尔在1789年发现的,之所以引人注意是因为一个巨大的陨石坑让它看起来像是电影《星球大战》里的死星空间站。

正如我们在地球上总是看到月球的同一面,土卫一也跟土星存在潮汐锁定关系,一面永远对着它的母星。但其内部结构可以产生一种颤动效应,使它围绕轴线轻微摇摆。

莱内和他的同事们研究土卫一已经超过10年,使用的是美国国家航空航天局“卡西尼”号飞船传回的数据。他们意识到摇摆比原来预计的要大得多,表明要么土卫一有一个细长的岩石核心,要么有一个内部海洋。

为了确定哪种情况更有可能,该团队对土卫一围绕土星的旋转进行了详细分析。研究人员可以非常精确地计算出土卫一的轨道运动和位置,误差只有几百米。

他们发现虽然土卫一按照一个方向围绕土星旋转,但随着时间推移,它的轨道会朝着反方向移动。在排除其他影响后,科学家断定,如果这颗小卫星完全是固态的,它不可能这样运动。

莱内说:“我们最终不得不用‘卡西尼’号的数据来查看土卫一的轨道以证实只有内部存在海洋的模式才说得通……我们非常兴奋地看到我们基于天体力学的原创方法很好地揭示了土卫一的内部情况。”

莱内说,虽然土星系统大部分由结冰的水组成——包括它标志性的土星环——但土卫一内部存在液态水仅仅是因为它的冰壳融化。

土卫一是目前已知的存在海洋的最小卫星。他说:“一个天体越小,它失去内部热量的速度就越快。在不久的将来,它的冰壳也许会开始再次变厚。” 

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