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        土星周圍的“怪星”群

        2011-05-14 09:07:55張唯誠(chéng)
        知識(shí)窗 2011年6期
        關(guān)鍵詞:土衛(wèi)土衛(wèi)六卡西尼

        張唯誠(chéng)

        自2004年“卡西尼號(hào)”進(jìn)入土星系統(tǒng)后,這枚土星探測(cè)器一直在研究這顆行星以及它美麗的環(huán)和眾多衛(wèi)星。2010年,“卡西尼號(hào)”延長(zhǎng)了它的觀測(cè)任務(wù),它將一直工作到2017年,這也是這枚探測(cè)器第二次延長(zhǎng)太空任務(wù)了。“卡西尼號(hào)”不斷地給科學(xué)家們帶來驚喜,人們不僅對(duì)土星環(huán),也對(duì)土星的衛(wèi)星有了日益深刻的了解。科學(xué)家們意識(shí)到,原來土衛(wèi)也是一個(gè)多彩和奇異的世界,并不遜色于它的美麗的環(huán)。

        土衛(wèi)二有“間歇泉”

        土衛(wèi)二是太陽系中最亮的衛(wèi)星,其反照率達(dá)90%。2005年3月和7月,“卡西尼號(hào)”對(duì)土衛(wèi)二作了兩次飛越,此后又飛越了多次?!翱ㄎ髂崽?hào)”發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二的南極是一個(gè)地質(zhì)活動(dòng)活躍的熱點(diǎn)地區(qū),那里有一片虎紋狀的地形,其裂縫處正在不斷噴射著水一樣的間歇泉。那是一些水蒸氣和冰屑似的物質(zhì),它們被一直噴射到了430千米以外的高空,這個(gè)高度和土衛(wèi)二的直徑相差無幾了。

        科學(xué)家推測(cè),土衛(wèi)二有一個(gè)內(nèi)部的熱源,它可能是地下的熔巖,也可能是衰變的放射性元素,還可能是被宇宙潮汐力拉動(dòng)的巖層??傊?,它加熱了地下的液態(tài)水,使它們混合著水蒸氣、冰塊和其他物質(zhì)噴發(fā)了出來,眾所周知,生命的存在需要水和熱量,而這兩者在土衛(wèi)二上都已具備,加上有機(jī)化合物,土衛(wèi)二上產(chǎn)生生命的各種元素都具備了。

        現(xiàn)在,土衛(wèi)二已成了“卡西尼號(hào)”的重要探測(cè)目標(biāo),人們相信它很可能是太陽系中一個(gè)最有希望存在生命的地方。

        土衛(wèi)五有環(huán)

        土衛(wèi)五的直徑有1500千米,是土星的第二大衛(wèi)星。“卡西尼號(hào)”最近一次近距離飛越土衛(wèi)五是2011年1月11日。土衛(wèi)五由冰和巖石紐成,它的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是同步的,朝內(nèi)的一面總是對(duì)著土星,朝外的一面承受了頻繁的隕石撞擊。2008年3月,科學(xué)家宣布說,通過分析“卡西尼號(hào)”傳回的數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)五可能也擁有自己的環(huán)。假若土衛(wèi)五果真有環(huán),那么組成環(huán)的材料來自哪里呢?是否在遙遠(yuǎn)的過去有顆小行星或彗星與土衛(wèi)五相撞,產(chǎn)生的碎片飄散在土衛(wèi)五的周圍聚集成了環(huán)呢?以前,人們只知道行星的周圍有環(huán),發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星有環(huán)還是第一次。

        土衛(wèi)六下“甲烷雨”

        土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星,直徑達(dá)5150千米,比水星還大。2004年12月25日,“卡西尼號(hào)”的子探測(cè)器“惠更斯號(hào)”脫離“卡西尼號(hào)”飛向土衛(wèi)六:次年1月14日,“惠更斯號(hào)”著陸土衛(wèi)六,確認(rèn)了土衛(wèi)六上有厚厚的云霧和流動(dòng)的“甲烷水”。雖然“甲烷水”和地球上的水大不一樣,但科學(xué)家認(rèn)為,它也同樣能為生命的存在提供保障。2010年6月,美國(guó)航空航天局宣布說,研究顯示,土衛(wèi)六上可能存在某種未知的生物,這預(yù)示“甲烷水”也能為某種特定的生命形式提供保障。

        由于“甲烷水”也可以蒸發(fā)、凝結(jié)、降雨。形成蔚為壯觀的大氣循環(huán),所以在土衛(wèi)六上,會(huì)不時(shí)地下一場(chǎng)“甲烷雨”,還有可能出現(xiàn)美麗的彩虹,這應(yīng)該是土衛(wèi)六上經(jīng)常出現(xiàn)的景觀。

        土衛(wèi)七是“海綿星”

        2005年9月,“卡西尼號(hào)”飛越土衛(wèi)七,在距土衛(wèi)七不到500千米的地方拍下了土衛(wèi)七清晰的照片。照片上的土衛(wèi)七看起來像一團(tuán)巨大的海綿,又像一堆聚集在一起的亂石,讓人懷疑它是否是被其他天體遺棄的殘骸。不久前,美國(guó)航空航天局又公布了一幅由“卡西尼號(hào)”拍攝的土衛(wèi)七“新照”,其上的“海綿”清晰可見,看上去它應(yīng)該是由眾多大而深的隕石坑組成的,土衛(wèi)七的自轉(zhuǎn)十分混亂,因此很難預(yù)測(cè)它上面的“白天”和“黑夜”會(huì)發(fā)生在什么時(shí)候。

        不過即使在這樣一顆零亂的星球上,“卡西尼號(hào)”也發(fā)現(xiàn)了碳?xì)浠衔铮ū鶅鏊透杀?,這進(jìn)一步支持了銀河系中廣泛存在生命所需的化學(xué)物質(zhì)的觀點(diǎn)。

        土衛(wèi)八是“陰陽臉”

        1671年,意大利出生的法國(guó)天文學(xué)家卡西尼發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)八,不久他便注意到土衛(wèi)八是一個(gè)“陰陽臉”,它的一面黑如瀝青,另一面亮如白雪。在此后約300多年里,人們一直沒有找到解釋這種現(xiàn)象的答案,但推測(cè)有兩種:一種認(rèn)為土衛(wèi)八曾與一塊大隕星相撞,撞擊引發(fā)了土衛(wèi)八上強(qiáng)烈的火山噴發(fā),噴出的物質(zhì)覆蓋住部分冰外殼,形成了黑暗面:另一種解釋認(rèn)為黑色物質(zhì)來自土衛(wèi)八軌道外側(cè)的土衛(wèi)九,那些來自土衛(wèi)九的物質(zhì)降落在土衛(wèi)八位于公轉(zhuǎn)軌道前方的半球上,把土衛(wèi)八的一半染黑了。

        2007年9月10日,“卡西尼號(hào)”對(duì)土衛(wèi)八進(jìn)行了一次距離最近的飛越,結(jié)合這次飛越的數(shù)據(jù)和此前的研究,科學(xué)家們這樣解釋了土衛(wèi)八的“陰陽臉”!在土衛(wèi)八上,黑暗區(qū)域達(dá)到的溫度足以蒸發(fā)那里存在了幾十億年的水冰,再加上那些隕落的塵埃使那個(gè)區(qū)域變得更暗,這便促使那里吸收更多的陽光和熱量并導(dǎo)致水冰發(fā)生蒸發(fā),由于土衛(wèi)八體積較小,引力也小,那些蒸發(fā)掉的水冰輕易地漂移到土衛(wèi)八的背面并在那里重新凝結(jié)。于是,土衛(wèi)八正面的地表因失去水冰露出了更多的黑暗物質(zhì),它們加劇了陽光和熱量的吸收,使那里變得更暗更溫暖:而凝結(jié)了水冰的背面和極地區(qū)域則因水冰的覆蓋變得更亮更寒冷。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去,它的兩個(gè)半球便呈現(xiàn)出了非常明顯的“陰陽臉”了。

        土衛(wèi)九是“外來客”

        土衛(wèi)九的公轉(zhuǎn)軌道面與其他的土衛(wèi)不在一個(gè)軌道平面上,而且它的公轉(zhuǎn)是逆向的,即公轉(zhuǎn)方向與土星的自轉(zhuǎn)方向相反,科學(xué)家解釋說,傾斜的軌道、離土星遙遠(yuǎn)的距離和逆行,表明土衛(wèi)九可能并非屬于土星,它應(yīng)該有一個(gè)曲折的身世:大約45億年前,它和其他眾多的天體誕生于太陽系的邊緣,后來不知出于什么原因,它離開了那里來到土星身邊,這才成了土星的一顆衛(wèi)星。

        2004年6月11日,“卡西尼號(hào)”飛越土衛(wèi)九。它的探測(cè)表明,土衛(wèi)九是由水冰、巖石和含碳化合物組成的,其物質(zhì)成分與遠(yuǎn)離太陽的冥王星和海衛(wèi)一非常相似,這印證了人們此前的推測(cè):土衛(wèi)九果真是“外來客”。

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