海衛一是藍色星球嗎?

2020-12-05 天文在線

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科學家們正在重新評估我們對海王星衛星海衛一的了解,並擬出未來的訪問計劃。

圖解:人類唯一看過旅行者2號在1989年拍攝的海王星衛星海衛一的照片。

當NASA的旅行者2號飛船在1989年飛過和海王星的冥王星一樣大小的衛星海衛一時,看到了一些奇怪的特徵,包括在它表面8公裡處升起的粒子羽狀物。在其它地方,這艘宇宙飛船–仍然是唯一一次訪問海王星的任務–看到了在表面的黑色絲狀物,推測是由不再活躍的羽流所沉積的粒子。

因為這些羽狀物在春季時出現在海衛一的南半球,它們被認為是在40年的冬季中陽光穿透了海衛一稀薄大氣中沉積的一層氮冰從而形成的。據推測,陽光加熱了底層物質,足以加熱附近的氮冰。這就產生了氮氣,氮氣會帶著灰塵進入爆炸產生的地表裂縫。

這是一個合理的假設,尤其是因為曾經在火星上出現過相似的氣體噴流,當春天的陽光和冬天的二氧化碳冰沉積完全一致時。

來自猶他州伊文斯的行星科學家坎迪斯·漢森說,這個簡單的假設可能需要重新考慮。她現在在亞利桑那州圖森市的行星科學研究所工作。

她在加州帕薩迪納舉行的太空研究委員會2018年科學大會上說,也許這些噴氣機是由從海面下數千米的海洋中逸出的水蒸氣驅動的。

類似的海洋被認為存在於其他幾個太陽系外的衛星上,包括木衛二和木衛三(木星),以及土衛二和土衛六(土星)。眾所周知,土衛二的深處有噴射出的蒸汽,而類似的羽流也被認為發生在木衛二上,不過漢森指出,「(關於木衛二的數據)並不像我們想像的那麼可靠。」

她說,關於海衛一上存在海洋的證據始於2007年的一項研究,該研究利用隕石坑的數量來估計海衛一表面的年齡,得出的數字小於1000萬年。漢森說:「從地質學的角度來說,這不僅僅是一個非常年輕的過程,而且這意味著有一些過程在不斷地清除隕石坑。」「最有可能的過程是下面的液體上湧——只有當下面的液體上湧時才會發生這種情況。」

2015年的另一項研究發現,來自海王星的潮汐加熱可能強大到足以維持一個地下的「液體層」–也就是地球表面。這可能不僅會導致2007年論文中所看到的最近的重新浮出水面,還會導致旅行者號所看到的羽流。

要證明海衛一是一個海洋世界,幾乎可以肯定需要回到海王星,像它的姐妹行星天王星一樣,自從很久以前旅行者號飛掠以來,海王星就沒有被造訪過。

美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的行星科學家馬克·霍夫施塔特在太空研究委員會會議上說,這兩個被統稱為冰巨星的星球是未來太空任務的主要目標。

這些行星很有趣,不僅因為它們的高含水量(按重量計算高達65%)挑戰了我們對行星形成方式的理解,還因為類似的行星在其他恆星周圍驚人地普遍。

但NASA和歐洲航天局在2017年的一項合作研究中,詳細列出了一項冰巨星任務的十幾個優先任務,其中包括研究這些行星的衛星等全部目標的一半。

這也不會是另一次航行者式的飛越。霍夫施塔特說:「這項研究調查了許多任務結構,發現要實現這些目標,需要裝備精良的軌道飛行器對每個主要衛星進行多次近距離飛行。」

而且,「天王星和海王星同樣是引人注目的科學目標。每一顆行星都能教會我們一些其他行星無法教會我們的東西,所以最終兩種系統都必須被探索。」

但這不會很快發生。NASA/ESA的報告說,天王星任務的最佳發射時間是2030年到2034年,利用木星的引力輔助。海王星是2029-2030年。過境時間是11到13年。如果是這樣的話,未來的任務將不會到達那裡,直到50多年後,旅行者給我們的最後一次-到目前為止-特寫。

這種情況會在我們有生之年發生嗎?「我希望如此!」漢森說

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.Richard A. Lovett-cosmosmagazine-孔夫子

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