土星卫星泰坦上发现巨大冰云

美国宇航局卡西尼号探测器的发现表明，泰坦南半球的冬天将比预测的更冷

美国宇航局的卡西尼号探测器在土星巨大的卫星泰坦的南极发现了前所未见的巨大冰云。

科学家说，这个新发现的特征——南极涡旋云系统的一部分——表明，泰坦南半球的冬天将比预测的还要冷。

美国宇航局戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的卡西尼号参与科学家凯莉·安德森说，大气信号“看起来很正常，然后突然！增加”，这表明存在一个全新的云。“我太激动了，我几乎从椅子上摔了下来。”[惊人照片：土星最大的卫星泰坦]

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安德森在11月11日在马里兰州奥克森希尔举行的美国天文学会行星科学分会第47届年会上介绍了卡西尼号的新结果。她还在当天上午的会议上发了言。

泰坦是土星最引人入胜的卫星之一。它有浓厚的、以氮气为主的大气层，并且是太阳系中除地球外唯一已知表面存在稳定液体的世界。

但是，泰坦的海洋是由乙烷和甲烷而不是水组成的。许多科学家认为这颗卫星是太阳系中寻找外星生命的最佳选择之一，尽管任何土生土长的泰坦生物都必须与在地球上进化的生物大不相同。

泰坦的浓密大气层中也有云。其中一些云靠近卫星表面，而另一些则位于其天空的更高处。2012年，科学家确定泰坦云的顶部位于该卫星南极上方约186英里（300公里）的高度，位于平流层中，平流层是活跃天气层之上一个稳定的大气区域。

安德森说：“我们认为，随着泰坦进入其南方的冬季，这片云只是一个范围更广的平流层云系统的顶端，该云系统已经形成了一段时间。”

最近才发现第二片巨大的云位于大气层中较低的位置。科学家使用卡西尼号的复合红外光谱仪（CIRS）仪器，并通过在类似泰坦的条件下进行实验室实验，研究了该云的组成。

研究小组确定，新发现的云是由氢、碳和氮的烟雾状化合物组成的，每种化合物在不同的温度下从气态变为液态。虽然这种成分与2012年发现的云相似，但材料的数量彼此之间的关系各不相同，这表明这是一个全新的云，而不是较旧云的演变形式。

安德森说：“这片云是新的，并且是独立的。”

“来势汹汹”
这片新云的位置较低，高度约为124英里（200公里），对于如此庞大的云来说，这是一个不寻常的高度。研究人员说，它的位置较低表明，泰坦的温度甚至低于2012年观测预测的零下238华氏度（零下150摄氏度）。

在地球上，云是由于水蒸发到空气中而形成的。在足够高的水平下，这些水蒸气会凝结成云，最终降落为雨水。泰坦上的大多数碳氢化合物云也是以相同的方式形成的。

但是，在泰坦的两极周围，情况则有所不同。那里的大气环流将气体从较温暖的春季半球（目前是北半球）移动到较冷的南半球。当气体到达较冷的区域时，它们会下沉，在下沉过程中会遇到更低的温度。科学家说，虽然有些气体会降落为雨，但另一些气体会冻结成不同高度的层。

卡西尼号于2004年抵达土星，当时是北极地区的中冬和南半球的中夏。泰坦的每个季节持续约7.5个地球年，因此这颗卫星南部的地区现在才刚刚开始从秋季过渡到冬季，并且当卡西尼号任务于2017年9月结束时，它们仍将处于冬季的寒冷之中。

随着春季的到来，北极周围的冰云正在消失，而新的云正在南极形成。研究人员说，总体变化表明，泰坦的全球环流方向正在缓慢转变。

方向的改变意味着大气中新鲜的有机蒸汽在与云相互作用时被带到地表。安德森说，这些气体含量的增加意味着它们中的更多气体落到地表，并在沿途冷却。这种冷却会导致更多的云，并且循环继续进行。

安德森说，较低的温度意味着泰坦的南部冬季“来势汹汹”。