土星的衛星在噴水,但它噴出的水來自哪里仍是個謎

天空之城 2022/07/06 檢舉 我要評論

土星的衛星土衛二「恩克拉多斯」是一顆會噴水的衛星。大部分科學家認為它噴出的水來自一個隱藏在土衛二內部的地下海洋,但是新的模擬結果卻顯示,這些水也可能來自別處。

土星及土星環陰影背景上的土衛二。照片攝于2007年6月28日,當時卡西尼探測器距離土星約29.1萬千米。比例尺大約為1像素對應2千米。NASA / JPL / SSI

依照達特茅斯學院行星科學家Jacob Buffo等人的看法,這些水可能來自隱藏在土衛二冰殼內部的小型地下水體。

存在一個隱秘大洋的可能,使土衛二成了人類在太陽系內尋找地外生命的最佳目的地之一。一些科研機構已經將土衛二探測提上日程。他們計劃安排探測器飛越土衛二的間歇泉羽流,分析水汽的成份,以便獲知土衛二冰殼下方的地下海洋中,可能存在什麼。但是根據Buffo的看法,通過這種方法獲得的數據,也有可能與土衛二地下海洋無關。

2010年11月30日,卡西尼窄視場相機拍攝的土衛二南極間歇泉盆地。照片比例尺大約為1像素對應390米。NASA / JPL / SSI

人類最早于2005年獲知土衛二上存在間歇性的水汽噴泉。起初科學家認為,卡西尼探測器拍到的這些噴泉羽流,來自土衛二的冰面。土衛二在土星引力的影響下會發生輕微的變形,冰面會因此破裂,摩擦使局部融解,進而導致水汽噴射到太空。但是隨后人們發現,更多的證據指向這些水汽來自那些直通土衛二地下海洋的深縫。

對此最有力的證據是,這些水汽羽流中含有鹽份。冰殼的震動和破裂不能解釋鹽份的來源。因為根據冰殼震動說,來自冰殼表面的水汽化后,融冰中的鹽會留在土衛二表面。

2009年11月21日,卡西尼拍攝的土衛二表面近景特寫。當時探測器距離衛星表面僅有2028千米。NASA / JPL / SSI

參與研究的Colin Meyer表示,這些水有可能是冰殼內部的局部性融水。在那里,鹽份以及其他化學成分可以被濃縮。研究人員基于對地球海冰的研究成果,建立了一個針對土衛二冰環境的理論模型。模擬結果顯示,土衛二的冰殼內部,很容易出現這樣的局部性融水水體。這些水通常呈半融解的狀態,但冰殼一旦出現裂縫,它們便能在真空中直接變成氣體,然后以間歇泉的方式,與水中的鹽份等物質一起射向太空。

卡西尼2015年12月19日拍攝的土衛二彩色合成影像。包括了紅外、綠光和紫外光波段的數據。拍攝時探測器距離土衛二大約2.4萬千米。NASA / JPL-Caltech / SSI / Jason Major

這個新的觀點并沒有否認土衛二冰下存在海洋的可能,也沒有斷言這個海洋中不可能有生命。它的意義是,假如這些噴泉并非來自土衛二的地下海洋,那麼我們的研究角度是否需要作出調整?

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