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“卡西尼”发现湖泊群

https://zylofonmediaonline.com/__proxy_domain/www.sina.com.cn  2008年12月30日12:50   《航天员》杂志

  ◎ “卡西尼”发现湖泊群

  在“卡西尼”号之前,许多探测器在它身上都有所发现。1980年,美国国家航空航天局“旅行者”1号探测器首次“看到”土卫六上有橙色的、不透光的大气层。但这层大气太厚了,“看不到”其表面。泰坦的大气成分据猜测类似早期的地球,以氮气为主,可能饱含甲烷和其他有机物。其后的“哈勃”太空望远镜曾探测到土卫六上有的地方比周围亮。美国科学家莱比顿说:“我们推测亮区可能是大陆,暗区可能是海洋。但泰坦表面变化多端,有非常多的谜在等着我们破解!”而且,惠更斯项目主任让·皮埃尔·莱比顿(Jean-Pierre Lebreton)曾坚信:“惠更斯”探测器(Huygens)可能会落到汪洋里。他推测,陨石或彗星撞击可能会使土卫六上的冰融化成水,并保持液态上千年。

  为了进一步探测,2005年1月14日,“惠更斯”着陆器脱离“卡西尼”飞船,成功着陆到神秘的土卫六。然而,在它着陆的地点附近没有发现液态水,更没有像莱比顿坚信的“汪洋”,甚至连液态甲烷也没有……能看到的泰坦表面如一片橙色戈壁,非常干燥。但是,在“惠更斯”拍摄的照片中,有科学家发现一些类似“川谷”和“河流”的痕迹。而且在“惠更斯”降落到“泰坦”后的几个小时里,它发现了神秘的低频无线电波。该无线电信号在特窄范围的特低频率下,大约36赫兹。法国科学家弗南多·希莫斯(Fernando Simoes)领导下的科学小组一直研究此信号的来源。他们称,这种信号可能是地下液态水海洋的一种信号。这不能不说是一大收获。

  在地球上,闪电可产生类似的低频无线电信号。之后,此无线电波在地面和上层大气之间来回反弹。此回波效应加大一些频率的同时,却让其它频率消亡了,结果导致出现有精确频率的信号,类似于在土卫六上发现的情况。土卫六的外壳被认为主要由水冰组成,它们不是无线电波的好的反射体。因此,如果像在地球上一样,其信号也是来自回波效应的话,那表明土卫六地下有更好的反射物质。“我们不需要地下海洋,但需要地下反射体,”希莫斯说,“如果有地下海洋存在,固液界面将是不错的反射体。”

  “卡西尼”号探测器近距离飞越土卫六时又有了一个重大发现——其北极存在着一个巨大的甲烷等碳氢化合物形成的湖群,其中有些湖还流动着液态物质,这是人类首次在土卫六表面发现这么大面积的碳氢化合物形成的湖群。湖群包括12个大小不等的湖,宽度在1O~1O0千米之间。

  当时“卡西尼”号距离土卫六表面约950千米,从图像看来,它们仿佛是一块块“黑斑”。有些互相之间有河道连通,有些则有支流汇人其中;有些已经干涸,而有一些流动着液态物质,很可能是甲烷和乙烷的混合物。科学家认为,液态甲烷在太阳的照射下变为气态,并进入其大气层,逐渐消散。地表的甲烷“水库”又会及时补充上来,就像地球上的水循环一样。然而科学家还是无法解释土卫六表面的甲烷是怎么生成的。

  在此之前,“卡西尼”号在土卫六的南极地带也曾观测到一处疑似湖泊的阴影区域,长约234千米,宽度近73千米,其太小相当于美国和加拿大边界处的安大略湖,从照片上看,它像是一个边界平滑蜿蜒的暗斑,周围是浅色的土卫六云层。美国科学家推测,这可能是一个甲烷等碳氢化合物形成的湖泊。“这一特征在迄今为止我们对土卫六的探测中还是首次发现。”“卡西尼”号土星探测项目科学家伊丽莎白·特尔说,“它的边缘令人联想起地球上因水流侵蚀和沉积而形成的湖岸线。”

  但科学家认为,即使土卫六上的确存在湖泊,那湖中流动的也不会是水,而更可能是液态甲烷。

  疑问依然存在

  然而,也有科学家质疑此无线电波能穿透50千米的距离,从地下海洋反射出来而产生这种信号。同时,科学家们还意识到了一个非常重要的“漏洞”——想象中的河流湖泊是如何反射可见光和红外光的。

  究其原由,主要有以下几种可能:

  ○ 土卫六表面可能存在着一种由冰和氨的化合物结成的厚密的“外壳”。对于各类雷达探测仪器来说,这样的表面很容易给人形成一种存在着液体的假象,而同样的条件在光学仪器的观察下则不会形成同样的景象。

  ○ 地球上发出的雷达信号遇到较平坦的有机物层时也会反射回来,而这种有机物层则很有可能是烃物质河流和湖泊蒸发殆尽后遗留下来的。

  ○ 沉积在土卫六大气中的有机物微粒坐落在土卫六表面形成一种相对光滑的表层。

  总之,有关土卫六大气层中的甲烷是如何形成的至今还是科学家们关注的焦点。有人认为它来源于土卫六近100万年来的地质活动,也有人认为它来源于一场太空灾难——与其它天体撞击后破坏了土卫六表面的冰层,埋藏在冰层底下的大量甲烷被释放出来。

  但归根结底都不过是猜测和设想,事实真相如何,只有等待对土卫六更深入的探测来证实。

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