菲莱着陆器实时下降与土卫二的全球海洋 [视频]

本周带来一段视频,该视频由菲莱着陆器接近彗星的图像重建而成,以及一项对卡西尼任务数据的重大新分析,这项分析为土卫二冰壳下存在全球性而非局部性海洋的说法提供了支持

美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


本周带来一段视频,该视频由菲莱着陆器接近彗星的图像重建而成,以及一项对卡西尼任务数据的重大新分析,这项分析为土卫二冰壳下存在全球性而非局部性海洋的说法提供了支持。

当欧洲航天局的小型着陆器菲莱试图降落在 67P/C-G 彗星核上时,那是在 2014 年 11 月,它经历了一段艰难的时期,最终弹跳起来,不幸地卡在了地表。

但在其缓慢下降的过程中,它确实设法从着陆点上方 67 米到 9 米之间发送了一系列 7 张图像。现在,这些图像已被仔细组装和插值,以生成一个视频,模拟菲莱当时实际经历的情况。您可以在这里观看。


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这部影片最引人注目的方面也许就是进场是多么谨慎。从距离数据来看,菲莱的漂移速度显然不超过每秒一米——但它却发生了很大的弹跳。如此大小的彗星核具有极其微弱的引力场,这使得它很难击中并停留。

对于另一种富含水的物体——被冰层覆盖的土星卫星土卫二,它远在数亿英里之外,<>精彩绝伦的分析来自美国国家航空航天局卡西尼任务七年图像数据的引人入胜的新分析

通过标记土卫二表面上的独特特征,例如陨石坑,科学家们已经能够构建出这颗小卫星在绕土星运行时如何摆动的定量图像。

像大多数天体物理物体一样,土卫二可能看起来非常球形,但实际上并非如此。因此,当土卫二在其略微椭圆的轨道上移动时,土星的引力场会使卫星来回摇摆——或者说,以微小的幅度“天平动”。

数百张卡西尼图像中特征的位置使研究人员能够追踪这些天平动。他们发现,如果大部分内部是固体冰或岩石,那么这颗卫星来回摆动的幅度(约为 0.12 度)应该远小于实际情况。

已经有充分的证据表明土卫二南极附近存在某种液态水“口袋”——在那里,它经常喷发出水冰和其他化合物羽流,这表明存在更深层的水热系统——但现在整个卫星的过度摆动表明,实际上存在一个全球性海洋。

这种液体主体,很可能由富含盐的水组成,有助于将冰壳与卫星的核心分离,并允许测量中看到的大的天平动。它的深度可能约为 30-40 公里,可能从地表以下 10 或 20 公里处开始。

我们对土卫二内部结构的最新最佳推测(图片来源:美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院)

这是一个非常令人兴奋的结果,为土卫二增添了额外的光环,使其成为在太阳系中寻找生命的首要目标。这也提出了一个有趣的谜题,即这个海洋是如何保持温暖的。

在任务的最后辉煌之一中,10 月 28 日,卡西尼号将对其活跃的冰羽流进行有史以来最近的一次飞掠——冲过它们的领地,距离土卫二表面仅 49 公里。我们将不得不拭目以待,看看这颗小卫星是否会在这次遭遇中给我们带来更多惊喜。

 

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