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来自研究机构

土星小卫星的内部海洋被发现

这一发现可能指向一种新型的“隐形”海洋世界

日期:
2022年1月19日
来源:
西南研究院
简介:
一位科学家最近着手证明,土星最里面的那颗小卫星是一颗冰冻的惰性卫星,相反,他发现了令人信服的证据,证明土卫一内部有液态海洋。在美国宇航局的卡西尼号任务即将结束的日子里,该航天器在月球的旋转中发现了一种奇怪的振动,或振荡,这通常指向一个地质活跃的天体,能够支持一个内部海洋。
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西南研究所的一位科学家开始证明土星最里面的小卫星是一颗冰冻的惰性卫星,相反,他发现了令人信服的证据,证明土卫一内部有液态海洋。在美国宇航局的卡西尼号任务即将结束的日子里,该航天器在月球的旋转中发现了一种奇怪的振动,或振荡,这通常指向一个地质活跃的天体,能够支持一个内部海洋。

“如果土卫一有海洋,它代表了一种新型的小型‘隐形’海洋世界,其表面不会暴露海洋的存在,”SwRI的阿丽莎·罗登博士(Dr. Alyssa Rhoden)说,她是冰卫星地球物理学专家,特别是那些包含海洋的卫星,以及巨型行星卫星系统的演化。

在过去的25年里,行星科学中最深刻的发现之一是,在我们的太阳系中,岩石和冰层下有海洋的世界很常见。这样的世界包括巨大行星的冰冷卫星,如木卫二、土卫六和土卫二,以及遥远的行星,如冥王星。像地球这样表面有海洋的星球必须在距离恒星很窄的范围内,才能保持支持液态海洋的温度。然而,内部水海洋世界(IWOWs)被发现的距离要大得多,这大大增加了银河系中可能存在的宜居世界的数量。

罗登说:“因为土卫一表面有很多陨石坑,所以我们认为它只是一块冰冻的冰块。”“土卫二和木卫二等IWOWs往往会断裂,并显示出其他地质活动的迹象。事实证明,土卫一的表面欺骗了我们,我们的新认识大大扩展了太阳系内外潜在宜居世界的定义。”

潮汐过程将轨道能量和旋转能量以热量的形式在卫星中消散。为了符合从土卫一的振动推断出的内部结构,卫星内部的潮汐加热必须足够大,以防止海洋冻结,但又必须足够小,以保持厚厚的冰壳。利用潮汐加热模型,研究小组开发了数值方法,为液态海洋上14至20英里厚的稳态冰壳创造了最合理的解释。

“大多数时候,当我们创建这些模型时,我们必须对它们进行微调,以产生我们观察到的结果,”Rhoden说。“这一次,内部海洋的证据刚刚从最现实的冰壳稳定性情景和观察到的振动中跳出来。”

研究小组还发现,来自火星表面的热流对冰壳的厚度非常敏感,这一点可以用航天器来验证。例如,朱诺号宇宙飞船计划飞越木卫二,并使用其微波辐射计测量这颗木星卫星的热流。这些数据将使科学家们了解热流如何影响土卫一等海洋世界的冰壳,随着美国宇航局的木卫二快船(Europa Clipper)接近2024年的发射,这一点尤其有趣。

罗登说:“尽管我们的研究结果支持土卫一内部存在当今的海洋,但要将卫星的轨道和地质特征与我们目前对其热轨道演化的理解相协调是一项挑战。”“评估土卫一作为海洋卫星的地位将成为其形成和演化模型的基准。这将帮助我们更好地了解土星环和中等大小的卫星,以及可能适合居住的海洋卫星的普遍性,特别是天王星。土卫一是一个值得继续研究的目标。”

罗登是美国宇航局海洋世界研究协调网络的联合负责人,此前曾在美国国家科学院天体生物学和行星科学委员会任职。爱博网投领导者

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故事来源:

材料所提供的西南研究院注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 艾丽莎·罗斯·罗登,马修·e·沃克。潮汐加热分析的海洋土卫一案例伊卡洛斯, 2022;376: 114872 doi:10.1016 / j.icarus.2021.114872

引用此页

西南研究院。“土星小卫星的内部海洋被发现:发现可能指向一种新的‘隐形’海洋世界。”《科学日报》。科学日报,2022年1月19日。< www.koonmotors.com/releases/2022/01/220119101203.htm >。
西南研究院。(2022年1月19日)。土星小卫星的内部海洋被发现:发现可能指向一类新的“隐形”海洋世界。《科学日报》。2023年6月19日检索自www.koonmotors.com/releases/2022/01/220119101203.htm
西南研究院。“土星小卫星的内部海洋被发现:发现可能指向一种新的‘隐形’海洋世界。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2022/01/220119101203.htm(2023年6月19日访问)。

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