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发布日期:2026-06-16 02:06    点击次数:142
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▲卡西尼号探伤器拍摄的土卫一。(NASA / 图)

全文共3016字,阅读约莫需要6分钟

科学家在土卫又名义冰壳之下发现一派巨大的海洋,海洋异常年青,体积令东谈主诧异地大到占土卫一总体积的一半。

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本文首发于南边周末 未经授权 不得转载

文|南边周末特约撰稿 鞠强

牵涉剪辑|朱力远

土星有秀丽的土星环和一个渊博的卫星系统,天体裁家仍是发现的土星卫星向上100颗。四肢发现最早、距离土星最近的卫星之一,土卫一(Mimas)此前在这个卫星眷属中并不显眼,天体裁家一直合计它是一颗千里寂的卫星。

然而,一项最新盘问将会更变他们对土卫一的意志。2024年2月7日,一个由法国巴黎天文台瓦列里·莱尼(Valéry Lainey)博士调换的海外盘问团队在《天然》(Nature)杂志发表论文,公布了他们对土卫一的盘问效果。暨南大学狡计机科学系张庆丰副提醒也参与了这项盘问。他们发现,在土卫又名义冰壳之下约莫20—30千米的深度存在一个民众性海洋,体积占到土卫一总体积的一半。这片海洋异常年青,造成时期距今约为200万至2500万年。

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不起眼的卫星

1789年9月17日,英国天体裁家威廉·赫歇尔(William Herschel)使用他的40英尺反射式千里镜发现了土卫一。自后,威廉·赫歇尔的女儿、天体裁家约翰·赫歇尔(John Herschel)以希腊传奇中的巨东谈主米玛斯(Mimas)的名字定名了这颗卫星。

土卫一看起来是一颗平平无奇的卫星。它的平均直径为396千米,因为个头小,因此无法保管球体的体式,而是像一颗鸡蛋。土卫一的低密度露馅,它险些所有由水冰组成,这亦然天体裁家现时独一在土卫一上探伤到的物资。它距离土星的平均距离唯有18.6万千米,不到地月平均距离的一半,绕土星公转一周需要22小时36分钟。和月球同地球的相对位置通常,土卫一被土星潮汐锁定,即土卫一有一面弥远靠近土星而另一面弥远背向土星。

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土卫一的名义布满陨石坑,而它最具标记性的特征便是一个巨大的陨石坑,即赫歇尔陨石坑。赫歇尔陨石坑的直径达到130千米,约为土卫一直径的三分之一。这个陨石坑的存在使得土卫一看起来就像是电影《星球大战》(Star Wars)中的“死星”(Death Star)。

在很长时期里,天体裁家使用地基千里镜看到的土卫一只不外是一颗小点。1997年,卡西尼—惠更斯号探伤器辐照升起。2004年,四肢轨谈器的卡西尼号插足环绕土星的轨谈;在进行13年的探伤后,卡西尼号于2017年受控坠入土星大气层中。卡西尼号对土卫一进行了近距离不雅测,匡助天体裁家赢得了无数详备的不雅测数据,还拍摄了土卫一的澄莹图像。

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冰层下的海洋

天体裁家不是初度在土星的卫星系统中发现地下海洋。在此之前,他们仍是在土卫二(Enceladus)的冰层之下发现了海洋。土卫二的地下海水冲破冰层喷发而出造成的羽流号称太阳系中最壮不雅的征象之一。

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土卫二的地下海洋在南极近邻冲出名义造成羽流的泄露图。(NASA / 图)

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土卫一与土卫二同土星的距离左近,大小也通常,土卫二的直径约为500千米。这次发现使得二者愈加通常。不外,土卫二名义下的海洋以巨大羽流的时事冲出冰壳,而土卫一的海洋则遮蔽于它的冰壳之下。

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卡西尼号不错飞过土卫二的巨大羽流,从而阐述里面海洋的存在,甚而能够发现其中的复杂分子,然而用这种行动无法探伤土卫一的里面海洋。不外,天然无法进行成功探伤,卡西尼号的探伤数据如故在天体裁家发现土卫一里面海洋的进程中弘扬了要道作用。

莱尼等东谈主开始是在使用卡西尼号的数据盘问土星环中的缝隙即卡西尼缝的时候,发现了土卫一里面可能存在海洋的思路。2010年,他们在盘问土卫一的轨谈变化是否会对卡西尼缝产生影响时,防卫到土卫一的自转和轨谈存在奇怪的漂移。到了2014年,他们经过盘问合计,唯有两个可能的原因会导致这么的舞动:要么土卫一有一个变形的固态岩石中枢;要么它有一个里面海洋,使得外壳不错独处于内核而舞动。

这个团队的进一步盘问标明,要是不雅察到的舞动是由岩质内核引起的话,这个内核会呈现被拉长的扁平状,访佛一块薄饼,但这与天体裁家的不雅测划定分解不符。因此,盘问东谈主员只可用土卫一存在里面海洋来阐扬不雅测划定。况且,从2014年驱动不雅测到的土卫一的轨谈演化也进一步相沿它有一个民众性里面海洋的猜念念。

土卫一的轨谈仍然保合手歪斜,盘问东谈主员由此推算出里面海洋的年事很轻。同期,他们还狡计出在土卫一的海洋里可能存在些许水。莱尼指出,关于这个大小的卫星来说,有一半的体积被水占据,这口舌常惊东谈主的水量。

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宜居的可能性

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天然天体裁家此前仍是在土卫二、木卫二(Europa)等太阳系内的卫星上发现了地表之下的海洋,然而这次发现土卫一的地下海洋如故一个病笃的冲破,因为他们从未设念念过在像土卫一这么异常首肯且看起来不存在地质行动的卫星上可能存在液态水。这篇论文的共同作家、伦敦大学玛丽女王学院尼克·库珀(Nick Cooper)博士指出:“土卫一被陨石坑覆盖的名义莫得给出里面遮蔽海洋的任何思路。”

盘问东谈主员合计,土卫一海洋中的水与岩质内核发生摩擦,同期会被摩擦产生的热量所加热。而在此之前,天体裁家莫得探讨过在土卫一里面会存在诸如加热或者水和岩质内核相互作用这么的里面地球物理行动。水和岩石的相互作用被合计在地球上的人命发源和演化进程中弘扬了至关病笃的作用。因此,在土卫一发生的这类响应使得土卫一可能具备稳妥人命存在的条目。

土卫一还为天体裁家提供了一个贫寒的契机去不雅察海洋造成的早期阶段。库珀合计,土卫一应该成为盘问人命发源的病笃候选天体。土卫一上发现海洋标明,即使看起来不活跃的微型天体也可能领有相沿人命必需条目的障翳海洋。

2021年5月非法出境缅甸。9月24日自缅甸经边境投案自首,实行隔离医学观察。9月26日新冠病毒核酸检测阳性,转运至定点医院隔离诊治。结合流行病学史、临床表现实验室检测结果,诊断新冠肺炎确诊病例(普通型,缅甸输入)。

这项发现可能改写天体裁家对“海洋卫星”(Ocean Moon)的界说,更变咱们在太阳系内的卫星上搜寻可能存在的地外人命的步地,拓宽了在太阳系内搜寻宜居条目甚而地外人命的远景。莱尼合计,土卫一统统不是那种看起来有可能宜居的天体,因此要是土卫一可能具有宜居条目的话,其他好多种类型的天体齐可能具备宜居的条目。

盘问东谈主员渴望在改日能够移交探伤器降落在土卫一和土卫二的名义上,对这两颗卫星的里面海洋进行进一步的盘问。莱尼泄露,任何前去土卫二的天际任务齐应该同期对土卫一进行盘问,因为两颗卫星的距离很近,有通常的海洋系统,仅仅两颗卫星的海洋系统处于不同的演化阶段。

不外,要念念杀青移交探伤器的目的,现时看来还比拟远方。2022年,好意思国国度航空航天局(NASA)公布了下一个十年(2022年—2032年)的要点任务,其中一项旗舰步地便是“土卫二绕落器”(Orbilander),这台探伤器由轨谈飞翔器和着陆器组成,目的是对土卫二进行探伤。然而该步地考虑在本世纪30年代后期辐照,最终到达土卫二并试验着陆可能要在50年代初。

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与此同期,莱尼考虑通过大地不雅测不竭对土卫一进行盘问,探索它的温度奈何演化、里面海洋奈何影响了它的轨谈以及这些对土星环和土星的其他卫星产生了哪些影响等问题。这些盘问有助于匡助天体裁家更好地狡计出土卫一里面海洋的年龄。

天体裁家仍是在气态巨行星的卫星上发现了地下海洋威尼斯人三公,土卫一的地下海洋是太阳系内新的水宇宙。因此,关于人命发源和演化至关病笃的水在太阳系内似乎并不如天体裁家也曾合计的那样稀缺。于是,他们正在扩大搜索地外人命的边界,除了把眼神对准远方的系生手星外,在太阳系内的这些卫星上,改日或者就能发现稳妥人命存在的环境,从而透彻更变咱们关于人命发源和演化的交融。