揭秘土星的卫星:土卫一

土卫一最明显的特征是赫歇尔陨坑,直径达到80英里,在直径仅246英里的土卫一表面留下一个巨大的疤痕

科幻电影《星球大战》中的死星

赫歇尔陨坑拥有5英里高的陨坑壁,陨坑最深的区域达到6英里

图解说明显示土卫一表面白天温度具有很大的差异性

这是星球大战中的死星吗?庆幸的是,这仅是土星的卫星——土卫一,它位于土星环状结构区域

1979年,美国宇航局宇航员在“先驱者11号”任务中首次观测到土卫一,事隔两年之后,轰动一时的科幻电影《星球大战》上映,这部电影中具有标志性的死星给观众们留下了深刻印象。然而,相似性却令人非常吃惊,土卫一足以让人们误认为这是《星球大战》中的“死星”,事实上它并不是死星的“化石”,也不是遥远星系远古时期邪恶帝国的宇宙飞船残骸。

土卫一最明显的特征是赫歇尔陨坑,直径达到80英里,在直径仅246英里的土卫一表面留下一个巨大的疤痕。甚至更具戏剧性的是,赫歇尔陨坑拥有5英里高的陨坑壁,陨坑最深的区域达到6英里。

如果土卫一按比例放大成地球,赫歇尔陨坑在这颗星球上留下的疤痕大于澳洲面积。同时,这颗卫星的另一个神秘之处在于它的热量。美国宇航局卡西尼探测器高分辨率温度成像土卫一显示这颗小卫星表面具有令人惊异的模式,其中包括意想不到的炽热区域,让人不禁地联想到文化影响,这类似于“吃豆人”吞下小圆点,陨坑壁上出现黑暗和明亮光线区域。

美国宇航局喷气推进实验室卡西尼项目科学家琳达-斯皮克(Linda Spilker)说:“其它一些卫星也有一些奇特的区域,但是土卫一的独特性超出了人们的预期。当然,这一发现让我们感到迷惑。”

科学家使用合成红外光谱仪绘制了土卫一的温度,并预计平滑的温度峰值会出现在接近赤道区域的每天午后时刻。然而勘测结果显示土卫一表面最温暖的区域是在该卫星赫歇尔陨坑盘状边缘的早上时间,这个“吃豆人”状陨坑温度达到零下145.6摄氏度(零下294华氏度)。

土卫一的其它地区温度更低,大约是零下160摄氏度(零下320华氏度)。一个较小的温暖区域,如同吃豆人嘴部的小圆点,位于赫歇尔陨坑周围,其温度达到零下154.4摄氏度(零下310华氏度)。

美国宇航局戈达德太空飞行中心合成红外光谱仪首席调查员迈克-弗拉萨尔(Mike Flasar)博士说:“虽然我们无法解释所观测到土卫一表面温度的分布情况,巨大的赫歇尔陨坑具有很大的猜测性。”

赫歇尔陨坑碰撞形成于几十年前,科学家评估该碰撞能量相当于土卫一自身引力能量的七分之一。任何更大的碰撞都很可能将这颗卫星撕裂,我们非常想要观测赫歇尔陨坑另一侧是否也存在着类似的奇特温度类型。

赫歇尔陨坑周围环绕温暖区域可以解释得通,因为较高的陨坑壁可以将热量限定其中,但是科学家对于吃豆人结构的形成感到迷惑不解。美国西南研究所合成红外光谱仪研究小组成员约翰-斯宾塞(John Spencer)说:“我们猜测这种温度取决于土卫一表面不同的质地结构,这有点儿像较早密集积雪与刚落下粉末状雪花之间的差别。”

密集冰雪能够使其表面很快消减来自太阳的热量,在白天保持寒冷状态;而粉末状冰雪具有绝缘性,能够在其表面保持太阳的热量,因此表面较为温暖。

斯宾塞称,虽然土卫一表面质地结构差异性可能形成不同的温度,但科学家仍试着描述为什么这些地区会存在这样结构显明的边界。很可能陨星碰撞使赫歇尔陨坑冰雪层融化,并扩散液态水至土卫一。这些液态水可能在土卫一坚硬表面快速冷冻,但是很难理解密集的顶层结构仍保持着完整性,当陨星和其它太空残骸碰撞时应当形成粉末状。

来自土星外部环状结构的冰雪喷雾可能使土卫一保持相对浅色,但是卡西尼探测器飞越土卫一的最新可见光图像绘制出令人惊异的反差。美国康奈尔大学卡西尼成像小组的保罗-赫尔芬斯坦(Paul Helfenstein)说:“土卫一具有明显反差的可见光图像与土卫一表面的形成年代有关,随着时间的推移,这颗卫星表面累积了硅酸盐薄层或者富碳微粒,这可能是由于陨星粉末落在月球表面,或者杂质已经混入冰层表面有关。”


腾讯科技讯(悠悠/编译)





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