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  这是一幅艺术示意图,展示的是根据卡西尼号探测器数据构建的土卫六可能的内部结构

  北京时间7月2日消息,据美国宇航局网站报道,来自卡西尼探测器的最新数据显示土星最大的卫星土卫六冰封的地下可能存在一个液态水层。有关这一发现的论文已经被发表在最新出版的《科学》杂志上。

  论文第一作者,卡西尼项目组成员,意大利罗马第一大学的卢西亚诺·列斯(Luciano Iess)说:“卡西尼探测到土卫六大幅度的潮汐起伏,这几乎必然让人得出其地表下方存在一个隐匿着的海洋的结论。”他说:“对于水的搜寻是太阳系探测行动的一项重要目标,而现在我们又锁定了一个新的,可能富含水的天体目标。”

  让科学家们做出此项发现的是潮汐变形现象。土星的巨大引力会让土卫六不断发生拉升或挤压变形。如果土卫六完全是由固态岩石组成的,那么来自土星的引力会造成其地表隆起,形成所谓的“固体潮”,其高度应为3英尺(约合1米)左右。然而卡西尼号的实测数据显示这一隆起高达30英尺(约合10米)。这一数据暗示土卫六这颗星球并非完全由固态的岩石物质组成。

  起先科学家们并无把握卡西尼号能否探测到由土星引力引起的潮汐隆起。然而卡西尼探测器竟然做到了,它在2006年2月27日至2011年2月18日期间先后6次近距离飞越土卫六,在此期间对土卫六的重力场进行精确测量。这些重力场数据,加上美国宇航局深空网(DSN)的协助,最终精确地给出了土卫六表面潮汐隆起的大小数值。

  萨米·阿斯玛(Sami Asmar)来自美国宇航局喷气推进实验室(JPL),同时也是卡西尼项目组成员,她说:“我们进行了超高精度的测量工作,很幸运的是卡西尼号探测器和深空网天线之间保持了非常稳定的联系。土卫六在土星引潮力下形成的潮汐隆起,相比其它巨行星,如木星的一些卫星上所形成的潮汐隆起而言并不显著。然而在缺乏实地钻探条件的情况下,重力场数据已经是目前我们能够获知土卫六内部结构的最好方法了。”

  要形成实测值大小的潮汐隆起效应,土卫六地下的海洋层不必很厚很深。一个位于其坚硬的可变形外壳和内部岩石地幔层之间的液态水层就可以让土卫六在围绕土星周围运行时呈现如观察值所反映的那种隆起或压缩现象。由于土卫六地表主要是由水冰组成的,这在外太阳系卫星中十分常见,科学家们相信土卫六的海洋主要成分也应该是液态水。

  在地球上,来自月球和太阳的引力作用会在地表海洋上引起潮汐。在开阔的海域,这一隆起数值可达2英尺(约60厘米)。来自月球和太阳的引力也会造成地壳中形成固体潮,其幅度约为20英寸(50厘米)。

  在土卫六表面下方存在液态海洋这一点本身并不能构成这里可能存在生命的结论。科学家们倾向于认为只有当液态水跟岩石之间存在直接接触时生命才更有可能出现。而我们目前并无法确认这一海洋的海底是否是由岩石构成的。

  这一探测结果对于揭开土卫六上的甲烷持续补给之谜具有重要意义。在土卫六大气中甲烷含量非常丰富,然而研究人员认为甲烷在大气中应当是不稳定的,如果土卫六大气能长期保持丰富的甲烷含量,那么就必定存在一个能持续供应甲烷物质的来源。

  乔纳森·鲁宁(Jonathan Lunine)是美国康奈尔大学的卡西尼项目成员,他说:“土卫六地下存在液态水层的发现非常重要,因为我们希望能理解甲烷是如何被存储在土卫六内部的,以及这些储存的甲烷又是如何被释放出来的。”他说:“这一点非常重要,因为土卫六所有的不同寻常之处都和丰富的甲烷含量有关,但是其大气中的甲烷气体早就应该在地质学意义上的短时间内被破坏了。”

  设想一个液态水构成的地下海洋,其中充满了氨,这些氨水沿着裂隙和孔隙上升到地表层,释放出冰层中的甲烷气体。与此同时这样一个地下海洋也可以作为甲烷储备池。(晨风)

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