作者:Valéry Lainey 来源:《自然》 发布时间:2024/2/14 13:27:15
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土卫一的隐藏海洋

 

根据对土星的卫星土卫一轨道的近距离测量,其冰冷的外壳下似乎有一片广阔的、全球性的海洋。如果其他“冰世界”也有类似的海洋,可能会增加适合生命生存的行星数量。2月7日,相关研究成果发表于《自然》。

NASA卡西尼号探测器拍摄的土卫一。图片来源:NASA/JPL-Caltech

土卫一是土星7颗主要卫星中最小的。长期以来,人们一直认为它由固态冰和岩石组成,但在2014年,天文学家观察到它绕土星的轨道出乎意料地摆动,这只能用橄榄球形状的核或液态海洋来解释。

许多天文学家拒绝接受海洋的解释,因为融化冰所需的摩擦力应该在土卫一表面产生可见的痕迹。然而,最近的模拟表明没有这样的痕迹。

为了寻找更多线索,法国巴黎天文台的Valéry Lainey和同事分析了美国宇航局卡西尼号探测器对土卫一轨道的观测结果。他们发现,13年来,它绕土星的轨道漂移了大约10公里。

根据该团队的计算,这种轨道漂移只可能是由冰壳在海洋上滑动,或者物理上不可能形成薄饼形状的核摆动产生的。

土卫一的椭圆形轨道和缺乏表面痕迹也表明,海洋大约有30公里深,形成于不到2500万年前。“时间是非常新的。”Lainey说,“我们或多或少看到了这片全球性海洋的诞生。”

除了解释土卫一表面没有痕迹外,最近的活动还有助于解释为什么它与邻近卫星有如此明显的不同。土卫二的形状和轨道与土卫一相似,有一个全球性的海洋,却也有非常“活跃”的表面和一个巨大的水柱。Lainey解释说,这种差异可能只是时间上的差异,数百万年后,土卫一融化的冰可能会使其看起来与土卫二相似。

美国华盛顿大学圣路易斯分校的William McKinnon说:“如果这是真的,那就太了不起了。”但他说,仍然有一些事情不太合理,比如139公里宽的赫歇尔陨坑是由一次巨大的撞击形成的,如果土卫一的冰壳真的只有几十公里深,那么我们会在撞击后果中看到这一点的证据。“我对土卫一的海洋持怀疑态度。”

如果土卫一确实有一片隐藏的海洋,那么可能表明太阳系或其他冰冷的行星和卫星也有类似情况,这增加了生命存在的可能性。

“这拓展了我们对宜居世界的认识。”Lainey说,“土卫一告诉你,即使是一具看起来没有任何迹象的尸体,有一天也会有生命。”(来源:中国科学报 王方)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06975-9

 
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