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星海微萤(文摘版)

为天文研究工作者、天文爱好者和大众提供有用的信息

 
 
 

日志

 
 

土星(2016 年)  

2016-02-17 08:21:40|  分类: 土星 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2015年世界科技发展回顾(基础研究)(节选)(2016 1 2 日科技日报)

NASA“新前沿”任务,土卫六和土卫二或为新目标(2016 1 13 日科技日报)

“卡西尼”号给我们留下了什么(2016 1 28 日科技日报)

为了解土星年龄首次“称重”土星光环(2016 2 18 日科技日报)

土星卫星或比恐龙还“年轻”(2016 年 3  30 日科技日报)

土卫二喷发之谜破解(2016 4 4 日参考消息)

译名发布:“卡西尼”号飞船(2016 4 6 日参考消息)

土卫六奇怪图案咋回事?(2016 4 15 日科技日报)

“卡西尼”号证实土卫六有甲烷“海洋”(2016 4 29 日科技日报)

土星“黑暗之眼”里什么样?(2016 5 20 日科技日报)

土卫六或能支持生命产生(2016 7 10 日参考消息)

群“器”荟萃探星空(节选)(2016 8 7 日科技日报)

土卫六发现有液体流动的大峡谷(2016 8 12 日科技日报)

“泰坦”上有被淹没的峡谷(2016 8 15 日中国科学报)

土星十二年,终将道离别(2016 9 29 日科技日报)

新模拟研究显示土卫四也可能存在地下海洋(2016 10 11 日科技日报)

 

 

 


科技日报 2016 1 2

2015年世界科技发展回顾(基础研究)(节选)

科技日报国际部

 

以色列

科学试验再次证明相对论,天体物理研究取得新突破。

冯志文(本报驻以色列记者) 特拉维夫大学和魏兹曼科学院的科研人员找到了一种确定土星旋转周期的精确方法。他们使用土星的引力场来确认其自转周期,得到的土星自转周期是10小时32分钟45秒。他们用同样的方法精确重现了木星的自转周期。这项研究方法在未来可以用于计算其他巨行星或者地外行星的自转周期。

 


科技日报 2016 1 13

NASA“新前沿”任务,土卫六和土卫二或为新目标

科技日报北京112日电 (记者刘霞)据美国《大众科学》网站111日报道,美国国家航空航天局(NASA)或将接受科学家们的提议,将土星的卫星土卫二和土卫六作为其第四个“新前沿”任务。

NASA的“新前沿”项目指的是一系列中等规模的探测任务,预算最多为10亿美元,相比较而言,“好奇”号火星车的成本高达25亿美元。尽管如此,科学家们仍能精打细算地利用这些资金做很多事情,包括第一个“新前沿”项目——拜访冥王星。第二个“新前沿”任务是NASA2011年发射的探测器“朱诺”号,它将于今年年底拜访木星。而在“朱诺”号拜访木星之前几个月,另一个“新前沿”任务——“资源安全风化层辨认探测器(OSIRIS-REx)”将前往小行星并带回样本,这将是美国发射的首个旨在从小行星带回样本的任务。

现在,NASA正在太阳系内寻找下一个“新前沿”探测目的地。美国太空新闻网的消息称,NASA正通过电子邮件敦促科学家们认真思考与探测土卫六或土卫二有关的细节。科学家们或许会提出的其他可能的任务还包括拜访金星、土星、遥远的小行星、彗星甚至月球等。NASA预计于20171月份发布正式的提议公告。

土卫二和土卫六都被NASA认为是海洋星球(或者存在液态水的地方)。据国外媒体报道,去年3月份,NASA宣布,土卫二南极区域有温暖的海洋,存在热液喷口。去年9月份,NASA再次证实了在土卫二表面覆盖的冰层之下,确实有一片巨大的海洋。前往这些行星的探测器有助于我们厘清生命能否在土卫二的冰层下存活。

至于土卫六,NASA推测认为,其海洋更深,尽管其被锁在一个厚厚的冰壳内,但仍值得一窥究竟。

 


科技日报 2016 1 28

十二年探测任务接近尾声

“卡西尼”号给我们留下了什么

实习生黄舒宁 综合报道

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

美国宇航局(NASA)官网126日消息,已绕土星近12年的“卡西尼”号探测器在任务终结前夕有了新的任务。它将改变轨道,离开现在土星环所在的轨道面。

12年的外太空之旅,“卡西尼”号为生活在地球的人们提供了大量来自浩瀚宇宙神秘的土星图片,为科学家探索外太空提供了大量素材和珍贵资料,在“卡西尼”号即将结束它的使命之际,让我们来共同回顾那些关于它的“最美记忆”。

最后的谢幕

这一年“卡西尼”号传回的将非常壮观

来自NASA的消息称,“卡西尼”号变轨后将不再返回土星环平面上的轨道。在经历多次变轨后,它将逐渐进入倾斜于土星赤道面的环绕轨道。

去年1219日,“卡西尼”号对土卫二进行了最后一次近距离飞掠。之后它将继续回传数据并预计于2017915日结束13年的使命,在土星的怀抱中消殒。在今年11月晚些时候,它还将飞掠土星南北两极,并会在穿越赤道面的过程中接近土星环最外的F环。

“卡西尼”号是在2015年春进入土星赤道面环绕轨道的,随后它在这个轨道上多次近距离接近土星的冰卫星:土卫二、土卫五、土卫七,这也是“卡西尼”号在结束任务前最后几次近距离飞掠这些卫星。“卡西尼”号将在这条轨道上运行20圈,并22次穿越最内圈的光环,之后它将在2017915日冲进土星大气层结束任务。

“卡西尼”号任务科学家琳达·斯皮尔克(Linda Spilker)介绍说:“随着‘卡西尼’号飞抵高度倾斜的环绕轨道,接下来将是研究土星、让人激动的一年,相信这一年‘卡西尼’所传回的将是非常壮观的。”这将是它的“谢幕表演”。

最激动人心的发现

多种复杂有机物的踪迹

2005425日,美国宇航局喷气推进实验室说,“卡西尼”号飞船在最近一次飞过土卫六时,发现其外层大气中存在多种复杂有机物。同一天,位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室发表一份声明说,416日,“卡西尼”掠过距土卫六表面1027公里处,它搭载的离子和中子质谱仪发现了多种复杂有机物的踪迹。

科学家初步分析,其中既有长达7个链节的直链碳氢化合物,也有包含氮的烃类有机物。负责“卡西尼”号飞船上质谱仪的首席科学家亨特·怀特说,此前人们已经知道土卫六大气主要由甲烷和氮组成,而这两种物质在紫外线或是宇宙高能粒子辐射下,可能生成更加复杂的有机物。

而去年的一项新发现让有机物的研究可以更进一步。201511月,美国宇航局公布“卡西尼”号探测器拍摄到土卫六南极附近出现的怪异云团,其位于土卫六的平流层之中,内部成分为冰冻化合物。卡西尼探测器拍摄到的云层位于土卫六300公里的高度,在2012年首次出现。此次是在冬季快要来临时发现冰云,通过探测器上的红外热成像仪的数据,冰云出现在300公里的高空中,这是土卫六南极气候变化的写照。

在土星大气层外围,复杂有机物一旦生成就会被“冻”住,变成“雨”或“雪”降落在土卫六表面。而“卡西尼”号的新发现表明,有机物的形成和存在可能有更复杂的机理。

冰层下的全球性海洋

20127月初,随着探测器一遍遍地扫过土卫六这颗土星最大的卫星,“卡西尼”号采集的数据提供新的证据,表明在这颗被浓雾环绕的卫星厚厚的冰壳之下,拥有一个晃动着的水的海洋。但科学家指出,这并不意味着土卫六上存在生命形式。

2014年科学家们曾通过强有力的证据证明该区域存在局部的地下海洋,而2015年他们修正了一下观点,确认该星球的冰层下存在一个全球性的海洋。

土卫五上的氧离子

20149月,“卡西尼”号轨道探测器在飞越土卫五北极的一次探测中发现,土卫五存在大气,经“卡西尼”质谱仪分析,确认其中含有氧气和二氧化碳。美国研究人员发现,土星第二大卫星土卫五其中氧气含量占大约70%,二氧化碳占30%。这是研究人员首次在土星的卫星上发现富含氧气的大气。

在地球上,复杂有机分子被认为是生命形式出现的早期阶段,比如被称为生命起源前的混合物。而氧离子则被认为是生命进化史的重要里程碑。

“卡西尼”号对土星的卫星上的氧离子和有机物的发现给了科学家进一步探究地球生命起源提供了丰富的例证。

最怀旧的探测

随“时间机器”去“45亿年前的地球”

“惠更斯”号探测器是首个在月球以外的一颗天然卫星上登陆的人造探测器,于20041224日正式脱离“卡西尼”号,开始了奔向土卫六的长达400万公里的行程。经过20天的长途跋涉,探测器于2005114日穿过土卫六外围大气层,展开降落伞着陆。

“惠更斯”号在着陆后与环绕土星运行的“卡西尼”号探测器进行了近十分钟的联系,最终因电池耗尽而结束了历史使命。

在太阳系各大行星及其卫星中,只有地球和土卫六大气层中富含氮。据推测,早期地球上也许存在大量类似甲烷的碳氢化合物。科学家们说,土卫六上可能冷藏着很多化合物,一些类似化合物也许在生命诞生之前就存在于地球上。参与这次探测计划的欧洲航天局科学家让·皮埃尔·勒布雷顿说:“在某种意义上,‘卡西尼’号和‘惠更斯’号就像时间机器一样,带我们去探测以前从来没有见过的世界,那个世界就像45亿年前我们的地球。”

最“省钱”的旅行

引力加速,大家都来帮帮忙

“卡西尼”号在北京时间199710151643分发射升空。如果仅仅依靠火箭的推力直接飞向土星,并要求它在7年之内飞到土星,那么使用的燃料绝不能少于70吨,这对于当时的火箭来说,是不可能完成的任务。因此,“卡西尼”号借用行星的引力来加快速度。

“卡西尼”号发射后,首先于19984月在距金星284千米处飞掠,利用金星引力获得加速。之后,它绕太阳一圈,于19996月再次在距金星600千米处飞掠,获得金星引力的第二次加速。同年8月,“卡西尼”号在距地球1171千米处飞掠,被地球引力再次加速。

“卡西尼”号第二次离开地球后,才飞往太阳系的外层。200012月,它在距木星约1000万千米处飞掠,获得了木星引力的加速。这时,它的速度超过了每秒30千米。然后,它才向目的地土星飞去。

土星离开地球的距离,最近时不到13亿千米,最远时也不超过16亿千米,然而“卡西尼”号由于采用了迂回的飞行路线,飞往土星的行程长达35亿千米。不过,磨刀不误砍柴功,飞行的时间并没有因此增加,而燃料却大大节省了。

延伸阅读

大有来头的名字

400多年前,意大利科学家伽利略在人类历史上第一次把望远镜对准了天空中的星星,把古老的天文学推进到了一个全新的时代。伽利略在用望远镜观测土星的时候,发现土星的圆面两侧有好像人耳朵一样的东西。1659年,荷兰科学家惠更斯在经过更精细的观测之后确定,土星的这两个像耳朵一样的东西,实际上是连在一起的,是一个环绕土星的扁平圆环。

卡西尼出生在意大利,后到法国,担任巴黎天文台首任台长。1675年,他在对土星光环进行观测时,发现在这个光环的中间有一条黑暗的缝隙,把光环分为内外两部分。后来,天文学家就把这条缝隙称为卡西尼环缝。

19891018日,美国和欧洲合作发射了“伽利略”号太空探测器。1995127日,“伽利略”号进入绕木星飞行的轨道,开始对木星和木星的四颗大卫星进行科学研究。当年,正是伽利略用望远镜发现了这四颗木星卫星。把太空探测器取名为“伽利略”号,就是为了纪念伽利略的这一发现。

受到“伽利略”号成功的鼓舞,美国和欧洲进一步合作,又研制了一个飞向土星的太空探测器,并且为了纪念卡西尼当年发现土星光环的环缝,就把这颗太空探测器取名为“卡西尼”号。

让人着迷的土星环

土星最让人着迷的便是美丽的土星环,其结构极为复杂。

人们根据地面观测和空间探测,把土星环划分为7层。距土星最近的是D环,亮度最暗;其次是C环,透明度最高;B环最亮;最后是A环。在A环和B环之间就是著名的卡西尼环缝,缝宽约5000千米。在A环之外有EFG三个环,最外层的是E环,十分稀薄和宽广。

这些环每一层可细分成上千条大大小小的小环,即使被认为空无一物的卡西尼缝也存在几条小环。土星环的整体形状类似一张巨大的密纹唱片,从土星的云顶一直延伸到32万千米远的地方。光环的颜色远看是红棕色,其实每层都稍有不同,C环是蓝色,B环内层为橙色,外层为绿色,A环为紫色,卡西尼缝是蓝色的。

 

 

 

科技日报 2016 2 18

为了解土星年龄首次“称重”土星光环

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

在对土星B环质量进行的一次测算中,科学家们发现B环的一部分区域质量低于预期。一个研究组发现B环中透明度最差的部分并未如预期的那样质量更大一些。甚至B环整体的质量也低于科学家们预期。尽管B环的一部分区域的物质密度要比临近的另一条光环A环的密度要大10倍,但其质量只比对方多了23倍。

据英国广播公(BBC)网站报道,相关结果已经发表在近期出版的科研期刊《伊卡鲁斯》上。为了理解B环的质量问题,科学家们对所谓“螺旋密度波”进行了分析。这种波的结构模式直接受到光环质量大小的影响,因此对这种波的结构进行测量将让科学家们能够反推出光环的质量,就像给光环“称重”。

对土星光环结构的深入了解将有助于精确估算其形成时间。美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的琳达·斯皮尔克(Linda Spilker)出:“通过首次对土星B环进行精确称重,我们朝着准确判断土星光环的年龄和起源又迈出了坚实一步。”他说:“土星的光环是如此巨大,令人赞叹。它究竟是如何形成的?我们无法抑制想要知道这个问题答案的渴望。”

    (实习生 黄舒宁整理)

 


 

科技日报 2016  30

土星卫星或比恐龙还“年轻”

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


参考消息 2016 4 4

土卫二喷发之谜破解

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


参考消息 2016 4 6

译名发布:“卡西尼”号飞船

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 4 15

土卫六奇怪图案咋回事?

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

在比较卡西尼号探测器从2007年到2015年拍摄的土卫六雷达图像时,科学家发现其表面上有一个明亮的、像小岛一样的图案,并且亮度一直在变化之中,时而变亮,时而变暗。通过研究这些图像,科学家认为,这种现象可能是由土卫六表面或者表面下方的波浪造成的,而不是由潮汐、海平面和海床的变化产生的。

 


科技日报 2016 4 29

“卡西尼”号证实土卫六有甲烷“海洋”

该发现有助了解地球最初情形

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

美国国家航空航天局(NASA)“卡西尼”号太空飞船拍摄到的土卫六上的北方海域。

 

科技日报北京428日电 (记者华凌)美国国家航空航天局(NASA)“卡西尼”号探测器确认土卫六(“泰坦”)上有一个由纯液态甲烷组成的巨大“海洋”,海床上可能覆盖着一种富含碳和氮的泥泞状物质,其海岸可能被湿地所环绕。相关研究成果发表在最新一期的《地球物理学研究》杂志上。

“泰坦”是环绕土星运行的最大一个卫星,它是太阳系唯一拥有浓厚大气层的卫星。与地球相似的是,“泰坦”上的氮气在大气中超过95%,占主导地位。然而,其上的氧气很少,其余气体大多是甲烷和包括乙烷的其他微量气体。

据每日科学网报道,基于“卡西尼”号雷达仪器在2007年至2015年间飞越“泰坦”收集的数据显示,“泰坦”北半球被许多较小湖泊包围,靠近北极有三大海洋,其中第二大海即丽姬亚海(大小相当于地球上休伦湖和密西根湖总和)富含甲烷。

该研究第一作者、在法国研究实验室协助“卡西尼”号雷达团队工作的爱丽丝称:“此前我们以为,丽姬亚海主要由乙烷组成,这次‘卡西尼’号独立证实,这片海洋主要由纯甲烷构成,其海底可能是富含有机物的污泥层。”

研究人员认为,在“泰坦”大气中,氮和甲烷反应产生各种各样的有机物质,其中最重的落在表面。这些化合物进入海洋后,有些溶解在液态甲烷里,不溶性的化合物如腈和苯则沉入海底。经观测数据发现,丽姬亚海海岸线周围可能是多孔和液态的碳氢化合物。

然而,经“卡西尼”号测量,没有发现“泰坦”上的甲烷海洋和海岸之间的温度有任何显著差异,这表明,其上分布的湖泊和海洋是由潮湿的液态碳氢化合物组成,从而使其温度升降犹如大海一样。科学家推测,“泰坦”大气中的甲烷可能是生命体的基础,这一发现有助于了解地球最初情况,揭开地球生物如何诞生之谜。

 


科技日报 2016 5 20

土星“黑暗之眼”里什么样?

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

据英国《每日邮报》报道,土星北极的六边形神秘风暴一直以来吸引着科学家们的目光,但实际上,科学家们发现在土星南极上空也同样存在着一个巨型风暴系统。

这个被称作“黑暗之眼”的风暴系统直径大约8000公里,几乎相当于地球直径的2/3。近日,欧洲空间局对外发布了一张关于这一风暴系统的最新图像,其清晰度超出以往任何图像的10倍以上,向公众展示了这一土星极地涡旋的规模和细节。

这张图像首次展示了该风暴内部剧烈对流的云层结构。欧空局在声明中指出:“先前的图像展示了这一风暴系统边缘的云系结构,而此番的最新图像则能够让我们洞察其内部景象。”

科学家们认为这一风暴系统内的大量云层都是对流运动产生的结果。随着大量温暖气体的不断上升,温度下降,不同成分在不同高度上发生冷凝,并形成不同层次的云层。在这张图像上的10点钟方向,你还能注意到一股上升气流在这一风暴系统内部形成了自成一体的小漩涡。

 


参考消息 2016 7 10

土卫六或能支持生命产生

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 

 

科技日报 2016 8 7

群“器”荟萃探星空(节选)

——“朱诺”号探测器在太空中的“战友”们

本报记者刘 霞 综合外电

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

“卡西尼”号土星探测器

 

美国国家航空航天局(NASA)最大的探测器“朱诺”号7月到达木星轨道。据NASA官网消息,“朱诺”号的可见光相机“朱诺相机”(JunoCam)在入轨后第六天开机,并成功对木星系统进行了远距离拍摄,获取了首张入轨后的木星系统照片。

其实,“朱诺”号并非孤身在太空战斗。目前,太阳系约有几十个人造卫星、轨道飞行器以及深空探测器在日夜不眠不休地工作,为科学家们收集有关行星、彗星、小行星以及其他星际现象的数据。

尽管这些探测器的使命各不相同,但有一个共同的目标:更好地了解宇宙以及我们所身处的星球。美国全国广播公司(NBC)在近日的报道中,列出了其中的代表。

多国合作的“卡西尼(Cassini)”号土星探测器

作为人类迄今最雄心勃勃的太空探索项目之一,“卡西尼”号土星探测器是NASA与欧洲空间局和意大利航天局的一个合作项目。“卡西尼”号探测器以意大利出生的法国天文学家卡西尼的名字命名,其任务是环绕土星飞行,对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。

作为20世纪最后一艘行星际探测的大飞船,“卡西尼”号探测器于1997年发射升空,在经过68个月、35亿千米的漫长太空旅行之后,顺利进入土星轨道,开始对土星大气、光环和卫星进行历时4年的科学考察。同时,“卡西尼”号放出了一个名叫“惠更斯”的探测器,飞往土星最大的卫星土卫六(Titan),计划在土卫六上找到地球如何形成有利于生命生长环境的线索。“卡西尼”号土星探测器不断向地球传回在土星拍摄的图像,并有一些重大的发现。比如,20123月,探测器发现土卫四上存在氧气。

今年晚些时候,“卡西尼”号探测器将开始执行一项名为“大决战(Grand Finale)”的变轨飞行任务。届时,“卡西尼”号将上升到土星北极上方并靠近该颗星球的F环。在从原先轨道切换到F环附近的过程中,探测器将收集相关数据,这一过程将重复22次。

NASA希望“卡西尼”号的最后一个任务能解开更多关于土星的秘密,其中包括星球内部结构、重力场和磁场等,之后它将继续回传数据并预计于2017915日结束13年的使命,在土星的怀抱中“香消玉殒”。

目前,人类探索的足迹已经抵达了太阳系内所有主要的天体,这些探索过程大大拓展了人类的知识和视野疆界。

 


科技日报 2016 8 12

土卫六发现有液体流动的大峡谷

科技日报北京811日电 (记者张梦然)土卫六“泰坦”(Titan)是土星最大的卫星,位列太阳系中最有可能孕育生命的星体榜单前5名。据美国国家航空航天局官网11日报道,“卡西尼”号探测器日前在土卫六表面发现浸没在液态甲烷中的陡峭峡谷。这不但是对土卫六上数百米深的峡谷的第一次观察,更是该星球上有流动液体沟渠存在的首个直接证据。

太阳系除地球外只有土卫六“泰坦”拥有原理与地球水循环相似的所谓“甲烷循环”。土卫六表面被山峦河流覆盖,也算是有云有雨有湖泊,不过成分都是甲烷。迄今,天文学家仍视“泰坦”为最接近地球环境的卫星,对其探索将有助人类揭开自身诞生之谜。

“卡西尼”号探测器则是“卡西尼—惠更斯”号飞船的一个组成部分,主要任务是对土星系进行空间探测,包括环绕土星飞行,对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察等。此次,“卡西尼”号对土卫六表面进行了微波探测,数据结果表明,这些峡谷相当狭窄,宽度不足1公里;十分之陡峭,坡度要大于40度;更惊人的是,这些峡谷的深度约在240米至570米之间。目前推测,如此深的峡谷形成的原因可能是地形隆起或海平面变化,亦或两者兼而有之,但现在还不明确各种原因造成影响的程度分别是多少。

研究人员表示,土卫六这种类型的峡谷,在地球上也有相似的例子,可以在亚利桑那州沿科罗拉多河一带找到,其所切割出来的峡谷断面,甚至有1200多米到1800多米的深度。

“卡西尼”号雷达团队的亚历克斯·海耶斯称,我们的地球是温暖、多岩石、河里有水的,而土卫六则是寒冷、多冰、河里有甲烷,但现在他们为两个世界找到了非常相似的特征。接下来“卡西尼”号仍会继续努力探测,以加深人们对土卫六上“一山一水”形成原因的理解。

总编辑圈点

“卡西尼”号很早就发现这颗星球的第二大海连接着一些黑色沟渠。但当时还搞不清沟里是什么,直到捕捉到底部的闪光才渐渐判断出是液态甲烷。以地球的标准来看,甲烷遍布的土卫六并不令人愉快,但这可是除地球外,人类已知的唯一一个有湖泊、河流和丘陵的星球,大气中甚至带着雾、霾和雨。就像当年人们看到“卡西尼”号发回的第一批图像后所说的,它看起来就像英格兰。

 


中国科学报 2016 8 15

“泰坦”上有被淹没的峡谷

本报讯 一项新研究表明,在土星最大的卫星泰坦上,围绕着一片甲烷海的陡峭峡谷部分灌满了液体,那些流入峡谷的河网支流也是如此。相关论文近日发表于《地球物理学研究通讯》网络版。

天文学家利用卡西尼号探测器飞过泰坦时采集的雷达数据,确定了峡谷的底部范围,经测量其宽度不到1公里,最深处可达570米,且大体平坦,地貌上没有高于2.7毫米的地方。研究人员提出,这里比地球上任何的自然地貌都平坦,所以强有力地暗示该峡谷灌满了液体。

此外,峡谷底部的水平高度与海面持平,这也暗示这里的物质是可以流动的液体。由于峡谷既陡峭又辽阔,所以海平面的高度应一度远低于现在的水平,到后来才上升并填满这个被河流环绕的峡谷。

此前,人们并不确定峡谷看起来很暗是因为它们满是吸收雷达的物质,还是因为观察角度产生的阴影。卡西尼号该次飞掠所采集的雷达数据示意,该河网中的多条支流里同样充满了液体。研究人员表示,这只是一个线索,暗示这些河流仍在主动地侵蚀泰坦的表面(张章)

 

 


科技日报 2016 9 29

土星十二年,终将道离别

——“卡西尼”号探测任务进入倒计时

本报记者 张梦然

土星(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

“卡西尼”号20164月拍摄到的土星北半球。

 

在过去的12年里,“卡西尼”号探测器兢兢业业地为我们探索着土星系统,按照任务计划,现在距离它的“终场演出”——投身土星大气并在土星的怀抱中消殒,只有一年时间了。

“卡西尼”号是人类迄今最雄心勃勃的太空探索项目之一,亦是20世纪最后一艘行星际探测的大飞船。在美国太空网上,探测器团队近日公布了一段令人惊叹的视频,以此向探测器表达敬意。视频由“卡西尼”号拍摄而成,表现了土星在4个土星日(44小时)内大气层的变化,将土星大气中椭圆形的风暴、距土星最近的D环、其北极的大六边形射流——每一个边长都比地球的直径还大,清晰地展现给世人。

航行七年顺利入轨

“卡西尼”号在北京时间199710151643分发射升空,本身是“卡西尼—惠更斯”号飞船的一个组成部分,主要任务是对土星系进行空间探测,包括环绕土星飞行,对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察等。

如果仅仅依靠火箭的推力在7年之内飞到土星,“卡西尼”号使用的燃料不能少于70吨。于是,其采用了名为“智慧曲线”的办法——借用行星的引力来加快速度。在经过68个月、35亿千米的漫长太空旅行之后,“卡西尼”号于200471日按计划顺利进入环绕土星的轨道。

以此为起点,“卡西尼”号探测器陆续发现了土卫六上存在湖泊和巨大风暴,在土卫五上发现富含氧气的大气,调查并观测土星上的季节性变化,并在前所未有的极端环境中开展科学探测。它为生活在地球上的人们提供了大量来自浩瀚宇宙的神秘土星的图片,为科学家探索外太空带来了海量素材和珍贵资料。

领略早期地球模样

毫无疑问,“卡西尼”号对土星最大的卫星——土卫六的探测将载入史册。

土卫六“泰坦”是土星最大的卫星,位列太阳系最有可能孕育生命的星体榜单前5名之内,而且除地球外,只有土卫六拥有原理与地球水循环相似的所谓“甲烷循环”。迄今,天文学家仍视“泰坦”为最接近地球环境的卫星——从“卡西尼”号返回的图片来看,这颗星球的湖泊、丘陵,甚至雾、霾和雨,与英格兰的天气和地貌很相像。

2004年,“卡西尼”号释放了“惠更斯”号着陆器。“惠更斯”号进入土卫六的大气层,成为第一艘在太阳系较外侧天体上着陆的飞船,并调查发现土卫六表面存在液体物质,成分为液态烷烃,与地球早期的模样类似。

20054月,“卡西尼”号飞船在最近一次飞过土卫六时,发现其外层大气中存在多种复杂有机物。当时“卡西尼”号掠过距土卫六表面1027公里处,它搭载的离子和中子质谱仪发现了有机物踪迹——这被认为是“卡西尼”号职业生涯中最激动人心的发现之一。

20127月初,随着探测器一遍又一遍地扫过土卫六,“卡西尼”号采集的数据表明,在这颗被浓雾环绕的卫星厚厚的冰壳之下,拥有一个晃动着的海洋。2015年,科学家们确认,该星球冰层下的确存在一个全球性海洋。

20168月,“卡西尼”号首次确认在土卫六表面流动着液态沟渠,这些陡峭峡谷很像美国亚利桑那州沿科罗拉多河一带。

正是借助“卡西尼”号,我们乘上了土卫六这艘“时光机”,领略到一个十分贴近早期地球的星体,其甚至要比我们现阶段的地球更像从前的“自己”,它让我们见证了地球早期的状态,帮助人类揭开自身诞生之谜。

任务倒计时已启动

从今年11月末,“卡西尼”号探测器将开始执行它的最后两个任务。其中一项是变轨飞行,届时“卡西尼”号将从原先轨道“切换”到土星北极上方并靠近该星球的F环。从明年427日起,探测器会飞掠F20次,并在土星和土星环的间隙(约2400公里宽)中绕行22次。

预计在2017915日,“卡西尼”号将进入土星的大气层,同时为我们发回前所未有的土星大气成分精确数据——但这也是我们和“卡西尼”号道永别的时候,地面会失去和这个探测器的联络,而它会在土星大气的摩擦下,如流星般燃烧殆尽。

终极使命的倒计时已启动,但“卡西尼”号的生命正进入到最辉煌时刻。对“卡西尼”号团队来说,这段旅程才是真正惊心动魄的决战。此阶段任务能解开更多关于土星的秘密,包括这颗星球的内部结构、重力场及磁场,“卡西尼”号将不负使命地回传数据,直至自身彻底消陨在土星的怀抱中。

(科技日报北京928日电)

 


科技日报 2016 10 11

新模拟研究显示土卫四也可能存在地下海洋

科技日报北京1010日电 (记者房琳琳)冰冷的土星卫星——土卫四似乎有一个地下海洋,里面充满了液态水。近日发表于美国《地球物理研究快报》上的一项模拟研究显示,直径1120公里的土卫四将成为继土卫六和土卫二之后第三个被发现拥有地下海洋的土星卫星。

据美国太空网报道,这个巨大的海洋可能深藏在土卫四冰壳以下100公里处。研究人员称,有趣之处在于,土卫四的地下海洋可能直接接触了它的岩石核心。论文作者阿蒂利奥·瑞瓦尔迪尼在比利时布鲁塞尔皇家天文台发布的一份声明中说:“海洋与岩石核心之间的接触至关重要,他们的相互作用提供了关键的营养和能量来源,二者都是构成生命的基本成分。” 此外,这种海洋可能存在于土星卫星的整个历史中,这意味着,在土卫四凸凹不平的冰壳之下,拥有让潜在生命扎根和进化的足够时间。

比利时皇家天文台米凯尔·毕友泽领导的研究小组,利用美国国家航空航天局发射的“卡西尼”号图形探测器多次飞掠搜集的重力数据,模拟了土卫四和土卫二上的冰层。其他做过类似研究的团队认为,土卫四没有海洋,土卫二的海洋被深埋。毕友泽和同事在他们的模型中加入了新的褶皱,“作为一项新增参数,我们假定冰壳在支撑最小的拉伸和压缩以保持现在的地貌,再多的压力就会将冰壳挤压成块。”研究结果表明,在土卫四厚厚的冰壳下面,地下海洋深达数十公里。

除了土星的卫星,天文学家认为,木星的卫星木卫二、木卫三和木卫四也有地下海洋,最近的研究表明,冥王星或许也同样如此。

总编辑圈点

之前的研究认为,土卫四没有海洋。而随着越来越多的新数据被收集和分析,土卫四俨然成为另一个“可能有生命星球”的候选者。科学便是如此,没有“永恒正确”,只是“尚未证伪”。令人振奋的是,土卫四的海洋与岩石有接触,在厚重冰壳下,也有可能发生着我们目前无法直接探测到的生命源起与进化过程。感谢这些不懈的探索与分析,让人类对太阳系的成员们有了更深刻的认识。

 

 

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