科学家利用美国宇航局资深航天器的雷达观测结果，拼凑出了土星最大卫星泰坦的第一张全球地形图。
这张新的泰坦地图是由美国宇航局卡西尼号探测器对该卫星的雷达观测拼接而成。它以前所未有的视角揭示了泰坦的表面，应该有助于科学家更多地了解太阳系中最像地球的天体之一，地图绘制团队的成员说。
“泰坦有许多有趣的活动——比如流动的液体和移动的沙丘——但要理解这些过程，了解地形的坡度很有用，”马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯大学应用物理实验室卡西尼号探测器雷达小组的成员、领导地图设计工作的拉尔夫·洛伦兹在一份声明中说。“这对那些研究水文和模拟泰坦气候和天气的人尤其有帮助，他们需要知道是否有高地或低地在驱动他们的模型。”
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泰坦是太阳系中第二大的卫星，也是已知唯一拥有云层和浓密大气层的卫星。科学家们一直热衷于研究这个云层覆盖的世界，因为它具有类似地球的特性。泰坦的大气层与地球一样，主要由氮气组成，但泰坦的降雨、云层和湖泊是由甲烷构成的，而不是水。
泰坦富含氮气的大气层还含有来自甲烷的有机化学物质，这可能为我们所知的生命的构建模块提供线索，研究人员说。
透过云层观看
通常，美国宇航局使用遥控相机观察地貌的形状和阴影来绘制行星的地形图。然而，研究人员解释说，泰坦浓密的大气层使得这项工作变得困难。
美国宇航局的卡西尼号探测器自2004年抵达土星以来，已经飞过泰坦近100次。当航天器掠过朦胧的卫星时，它使用雷达成像仪穿透云层。然后可以使用这些雷达测量来估计卫星上地形特征的高度。
但是，由于卡西尼号只能在飞掠时观测泰坦，因此拼凑出其表面的完整地图具有挑战性。
洛伦兹说：“我们只对泰坦大约一半的表面进行了成像，并且需要多次‘观察’或特殊观测来估计表面高度。”“如果您将泰坦划分为 1 度 x 1 度[纬度和经度]的正方形，那么只有 11% 的正方形包含地形数据。”
为了创建全球地图，洛伦兹和他的同事使用了一种称为“样条”的数学过程，该过程使用光滑的曲面将现有数据的网格拼接在一起。
洛伦兹说：“您可以找到一个没有数据的地方，查看它与最近数据有多近，并使用各种平均和估计的方法来计算出您的最佳猜测。”“如果您选择一个点，并且所有附近的点都是高海拔，那么您需要一个特殊的理由来认为该点会更低。我们正在数学上掩盖我们覆盖范围中的空白。”
拼凑难题
科学家们已经知道泰坦的极地地区海拔低于赤道周围的地区，但新的地形图填补了细节，这将使研究人员能够更准确地模拟泰坦河流的流向以及卫星甲烷降雨的季节性分布。
洛伦兹说：“沙子的移动和液体的流动受坡度的影响，而山脉可以引发云的形成，从而导致降雨。”“这个全球产品现在为建模者提供了对泰坦动态气候系统中这个关键因素的便捷描述。”
该地图是使用 2012 年的数据编制的，但洛伦兹表示，当卡西尼号航天器的任务在 2017 年结束时可能会更新。与此同时，科学家们希望新编制的地形信息能够激发对泰坦的新研究。
加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室卡西尼号雷达小组副组长史蒂夫·沃尔在一份声明中说：“有了这张新的地形图，我们太阳系中最迷人和最具活力的世界之一现在以 3D 形式呈现出来。”“在地球上，河流、火山甚至天气都与地表的高度密切相关——我们现在渴望了解我们在泰坦上能从它们身上学到什么。”
该地图发表在 2013 年 7 月的《伊卡洛斯》杂志上。
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