[圖文]卡西尼號探測器捕捉到土衛二打嗝瞬間
土衛二表面地形。2008年10月5日,美國宇航局「卡西尼」號探測飛船飛臨土衛二上空,捕捉到這顆地質活躍的衛星的表面地形圖。
據美國太空網報道,美國宇航局「卡西尼」號探測飛船近日捕捉到土星的冰質衛星土衛二正在「打嗝」並噴出熱量和冰的情景。科學家們由此認為,土衛二冰質外殼應該經常會噴出相對溫暖的冰,這一發現將有助於解釋此前為什麼會在該衛星表面探測到神秘的熱量。
美國加州大學聖克魯茲分校行星學家弗朗西斯-尼莫是本項研究的主要負責人之一。尼莫認為,「卡西尼」號很明顯捕捉到土衛二正在「打嗝」。大約四年前,「卡西尼」號就曾發現了土衛二南極地區流動的熱量,這些熱量大約為60億瓦特,至少相當於地球上十幾個發電廠的電量或是相當於地球上同樣大小的區域所產生的熱量的至少三倍。
「卡西尼」號後來還發現,該地區正在以氣體的形式快速地向外噴射氬元素。這些氬元素都來自於正在進行放射性衰變的岩石,而且保持眾所周知的衰變速率。經計算表明,土衛二不可能持續地以這種速率一直產生熱量和氣體。
土衛二的南極地區一直都是充滿了神秘感,常常令科學家們感到迷惑不解。土衛二北極地區佈滿隕坑的平原年齡大約為42億年,赤道附近的薩拉迪博-普蘭尼提亞地區的歷史可追溯至37億年前到1.7億年前,而南極地區的歷史明顯不足1億年,甚至只有50萬年。
對於土衛二南半球神秘的熱量、氬氣以及不可思議的年輕程度,科學家們根據「卡西尼」號最新探測數據給出了合理的解釋。他們認為,答案應該來自土衛二的內部。科學家們根據地球的地殼特點,研製了土衛二的計算機模型。計算機模型也顯示,土衛二內部產生的熱量會週期性地以溫暖、明亮的冰氣泡形式釋放出來,它就好像是蠟燈中正在上升的被加熱的蠟氣泡。溫暖的氣泡上升過程中會攪動更冷、更重的冰下降進入土衛二內部,從而不斷地攪動、更新土衛二的表面。
當然,這種所謂溫暖氣泡的「溫暖」只是相對的。尼莫表示,這些氣泡的溫度可能剛剛處於冰點以下,大約為32華氏度(約為0攝氏度),而該地區的溫度則低達零下316華氏度(約為零下193攝氏度)。
計算機模型顯示,這種攪動週期大約持續1000萬年,而平靜期會持續大約1億年到20億年。平靜期也就是土衛二的冰質表面沒有受到這種攪動。這些罕見的攪動階段持續時間加起來也只有土衛二歷史的1%到10%之間。尼莫介紹說,「這些攪動期非常罕見,而『卡西尼』號恰好在最近的攪動期內取得了這一發現。」尼莫認為,只要發現土衛二表面哪裡出現冰層萎縮和分離,就可以知道那裡熱量上升和下沉的趨勢。
「卡西尼」號項目組科學家鮑博-帕普帕拉爾多認為,「新模型幫助我們解決了關於土衛二最複雜的神秘問題。南極地區表層為什麼會如此年輕?土衛二南極大量的熱量究竟是如何冒出來的?這些都是長期困擾我們的難題。」
「卡西尼」號此前所發現的氬氣也是在這些攪動期內被帶出來的。尼莫解釋說,「如果氬氣一直在向外噴射,那麼在不到1000萬年時間內,它就會噴射殆盡。但事實上它只是偶爾向外噴射,重複著關閉、積聚然後再噴出的過程。『卡西尼』號的發現並非是發生於土衛二南極的偶然事件。」