flash player 免費下載
打印

[轉帖] 土衛六,和地球如此相似!--

[轉帖] 土衛六,和地球如此相似!--

[情報]土衛六,和地球如此相似!--

除了具有大氣之外,「泰坦」和地球可能還有更多的共同點。
2004年平安夜那天,在距離我們12億公里之外,歐洲太空總署(ESA)的惠更斯號探測器脫離了共同航行七年的卡西尼號太空船,獨自落入土衛六「泰坦」(Titan)的濃密大氣裡。2005年1月14日,在眾多天文學家的歡呼聲中,惠更斯號傳回了成功降落的訊息。這是除了月球之外,人類的儀器首度登上衛星。土衛六是浩瀚太陽系中目前所知唯一具有濃密大氣的衛星,自從1655年3月25日荷蘭天文學家惠更斯(Christiaan Huygens)發現它後,其神秘的面貌便一直隱蔽在濃厚的大氣底下。終於在350年後的今天,我們已經可以靠近點仔細瞧瞧了。
在惠更斯號墜入大氣的過程,直到距地表約20公里高處,才脫離由有機分子形成的霧霾層(haze)。這是之前觀測所發現,存在大氣上方的一層霧狀構造。由惠更斯號的偵測,發現其厚度竟向下延伸達200公里之多。也就在約20公里高處,惠更斯號所負載的氣相層析質譜分析儀(GCMS)偵測到甲烷濃度突然提高,研究人員據此研判大氣中有「甲烷雲」存在,甲烷雲是因甲烷凝結在碳水化合物微粒上而形成。隨著逐漸降落,惠更斯號也拍攝了地表的照片,照片中可見許多樹枝狀分佈的彎曲溝渠,由較明亮的高處向低處蜿蜒,簡直就像地球上河流的航照圖。當惠更斯號降落地表,藉探測器底部的阻力鑽測計(penetrometer)測量撞擊的力量及阻力,發現降落處的地質就像潮濕的沙地。接著,在降落後的三分鐘內,惠更斯號還量測到甲烷濃度提高了30%,很可能是惠更斯號底部的高溫,造成周遭液態碳水化合物蒸發所致。
另一方面,不同於惠更斯號的直接降落觀測,卡西尼號一直持續著它環繞土星系統的旅程,並且在多次近距離靠近土衛六時,拍攝到許多更為全面的景觀。在2005年3月10日的《自然》中,卡西尼研究團隊分析了多幅由科學成像次系統(ISS)所拍攝的影像,ISS運用不易為甲烷吸收的紅外線觀測,因此得以一窺土衛六面貌。除了目前不受陽光照射的北極地區以外,ISS得到的反照率分佈圖幾乎涵蓋了整個土衛六地表,可供分析較細微的構造及大氣的分層結構。
研究人員研判,ISS影像中反照率的不同,是由沉澱物質所造成,例如陰暗處表示有較多碳水化合物堆積,而明亮處則主要為水冰。陰暗處可能是甲烷雨的沖刷,使碳水化合物逐漸堆積在凹陷的區域,而惠更斯號在降落處的觀測情形,也證實了較陰暗處地勢較低的看法。
在ISS影像中,也可以看出彎曲的河道構造。而有些呈筆直延伸的大尺度暗線,可能是如斷層般的地質現象。此外還有幾個隕石坑般的構造,雖然大氣可以阻擋隕石撞擊,但以土衛六形成的歷史看來,在地表上看到的隕石坑數量還是太少,可見它曾經歷過風蝕、河水侵蝕搬運或火山等地質作用而使地貌重塑。在極區與赤道區,地貌則有明顯的差異,可能是季節變換下日積月累的結果。例如,在高緯度地區,河流較寬、較深且長,可能是因為極區降雨較多的關係(南極上空有較多的雲層)。
ISS也針對土衛六的大氣結構做了詳盡的分析。土衛六的雲主要分佈在南極上空,在卡西尼號不同時間的觀測中,這些雲呈現出不同的形態,顯示有積雲對流的現象;其次是中緯度地區的雲,有些呈東西方向拉長,數量較少,但在短時間內即有明顯的變化,由此測量低層大氣的風速,發現風是由西向東吹,且在南緯約38度的風速最高,大約是每秒34公尺,相當於地球上的12級風(颶風),比土衛六本身的自轉速度還快,首度證實了土衛六對流層的超迴轉現象(super-rotation)。
儘管有許多推論都認為土衛六表面的確存在液態物質,然而,在這許多發現中,始終沒有直接的證據可以證實。在反照率的分佈圖中,也沒有出現液態物質應會有的較強反射。不過,我們對土衛六的探索才剛開始,卡西尼號在接下來三年多的航程中,還有41次靠近土衛六的機會,期望能解開更多的謎團。除此之外,卡西尼號也持續觀察土星與其他衛星,許多未曾見過的景象正陸續一一呈現在你我眼前。

TOP