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研究人员发现土卫二绕土星公转时,发生了轻微幅度的振荡,这一现象只能解释为土卫二表面的冰层并不是与下方的岩石内核冻结在一起的,在这之间有一层全球性的海洋。
此前卡西尼号观测到土卫二南极的热泉不断向外喷射物质,并测定这些物质由水蒸气,冰粒和简单有机分子组成。而现在确认土卫二冰层下的广阔海洋正是提供这些物质的来源,这一研究结果在本周发表在了行星科学领域的顶级杂志《伊卡洛斯》上。
卡西尼号自2004年初进入环土星轨道以来,多次近距离飞掠土卫二,为科学家提供了大量的土卫二图像。他们用超过七年的时间小心翼翼地拼出土卫二表面的各种特征,大部分是撞击坑,这些数以千计的图片最终可以高精度的测量土卫二自转的精细变化。
测量结果显示,土卫二在围绕土星公转时,有一个轻微但是有规律的振荡。由于土卫二并不是完美的球形,而且它不同部位在公转时速度不一样,有些地方稍快,有些地方稍慢。土星巨大的引力灵巧地拉扯土卫二岩石内核来回晃动。
卡西尼号团队把他们测量的这种振荡,称为天平动,并为土卫二建立了不同模型,包括一个假设土卫二是从表面到内部都完全冻结的大冰球。
参与卡西尼号的科学家马修·提斯卡雷诺(Matthew Tiscareno)介绍说:“如果星球表面与核心是刚性连为一体的,那么核心能够引起这么多自重的振荡将比我们现在观察的要小很多,这也证明了肯定存在一个液体层的海洋分离了表面与核心。”
从土卫二获得的科学成果是卡西尼号执行土星探测任务以来的一项重要成就。早在2005年,科学家就发现了土卫二喷射出羽状物的迹象,并对土卫二南极温暖裂缝涌出的这些物质做了进一步分析。在2014年,科学家宣布有强有力证据证明南极地区冰层下存在一个区域性的液态水海洋。在今年,他们一致认为在这片海洋的底部有水热活动,即存在海底热泉。
卡西尼号将在今年10月28日再一次近距离飞掠过土卫二,比以往更近距离穿过土卫二喷射出的羽状物,预计最低飞行高度距离土卫二表面将只有49千米。