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研究表明土卫一存在地下海洋,形成于不到2500万年前
(观察者网讯)据法新社消息,《自然》期刊2月7日发表的一项最新研究指出,土星的卫星土卫一的冰壳下潜藏着一片海洋。天文学家在分析了美国“卡西尼”号土星探测器传回的土卫一数据后认为,土卫一的地下海洋非常“年轻”,形成于不到2500万年前,仍在持续演化。
报道称,土卫二等拥有地下海洋的冰卫星往往具备较为光滑的表面和“间歇泉”等特征,土卫一坑洼的表面则极为荒凉,没有显示出潜在地质活动的迹象,因此科学家一直认为,这颗卫星不太可能拥有海洋。
但论文第一作者、巴黎天文台的天文学家瓦莱里·莱内(Valery Lainey)领导的研究团队在分析了美国“卡西尼”号土星探测器的数据后发现,土卫一的自转出现“微小的振荡”,这意味着土卫一内部要么存在“畸形的固体岩石核心”,要么拥有地下海洋。
美国“卡西尼”号探测器2010年拍摄的土卫一图像 图源:NASA喷气推进实验室网站
研究团队模拟了土卫一的运动后发现,如果土卫一内部存在“畸形岩石核心”,它需要拉长、拉平至“薄饼状”,这显然与观测结果不符。因此,只有地下海洋可以解释土卫一自转运动和轨道的变化。
研究人员计算出,土卫一的地下海洋位于冰壳下方约20-30公里处。模拟结果显示,这片地下海洋是在200万年至2500万年前形成的,仍在持续演化。由于这片海洋非常“年轻”,时间跨度太短,因此还没有在土卫一表面留下痕迹。
莱内坦言,这一结果令人感到意外,“粗看之下,这是太阳系中最不可能找到液态水的地方。土卫一看起来古老且不活跃,表面布满了陨石坑,目前没有暴露出海洋存在的痕迹。”
路透社称,研究团队还发现,土卫一内部液态海洋占到其总体积的一半以上,相当于地球海洋总量的1.2%-1.4%。地下海洋的存在意味着,土卫一内部存在着热源。
论文的另一位作者、法国南特大学行星科学家加布里埃尔·托比(Gabriel Tobie)表示,随着土卫一在运行过程中与土星的距离发生变化,来自土星的引力和潮汐力也会发生变化,“这导致了土卫一内部的周期性变形,这种变形所涉及的部分能量转化为了热量。”
但托比直言,即使土卫一的地下海洋中存在有机化合物,如此“年轻”的海洋很可能也无法承载生命,“没有人知道生命需要多长时间才能从一个合适的环境中出现。土卫一可能为探索生命发展的第一阶段提供独特的机会。”
土卫一是土星的第七大卫星,平均直径约为400公里。这颗卫星被潮汐锁定,一面永远朝向土星。土卫一最具代表性的特征是巨大的赫歇尔陨石坑,它以发现土卫一的英国天文学家威廉·赫歇尔的名字命名,直径超过130公里。
莱内表示,这是继土卫二、土卫六、木卫二和木卫三之后,太阳系中第五颗有证据表明存在地下海洋的卫星。此外,科学家们还猜测,包括木卫四在内的几颗卫星同样拥有地下海洋。
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标签 天文- 责任编辑: 陈思佳 
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