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第254章 羽化

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2005年11月,这种喷射活动得到了进一步的确认,成像科学子系统拍摄到了土卫二南极地区类似喷泉的冰晶喷射活动。(实际上,在之前的2005年2月,卡西尼号已经拍摄到羽状物,只是仍需要进一步对高相位角度拍摄的照片——即当太阳处于土卫二身后时所拍摄的照片——进行研究以真正确认其存在,这些照片还需要同其他土星卫星的高相位照片进行对比。)

11月的观测结果显示了羽状物的完整结构,并发现该羽状物由数个独立的喷射活动的喷射物(或许来自数个不同的喷射口)共同构成,并扩展至距卫星表面近500公里的地区。这一观测结果使得土卫二成为第四颗被证实存在火山活动的太阳系天体,之前的三颗分别是地球、海卫一和木卫一。2007年10月,在成像科学子系统观测到尘埃喷射活动的同时,紫外线摄谱仪亦观测到了气体喷射活动。

2008年3月12日的飞掠使卡西尼号获得了进一步的观测机会。观测数据显示羽状物中含有更多的化学物质,包括简单的和复杂的碳氢化合物,如丙烷、乙烷和乙炔。这项发现提高了土卫二表面存在生命的可能性。卡西尼号上的离子和中性粒子分光计对羽状物的物质构成进行测量后发现其与大部分彗星的物质构成相近。

多种观测仪器的观测结果表明在土卫二南极地区,这种从受压的地下腔室中喷发羽状物的活动类似于地球上的喷泉。由于离子和中性粒子分光计和紫外线摄谱仪均未在喷射物质中发现氨——该物质能够起到防冻作用,因此科学家预测在土卫二地下受热、受压的腔室中流动着温度至少达到零下3摄氏度、近乎纯净的液态水,即如图十三所示。由冰融化为纯水,比之氨水混合物的融化需要更多的热量。

这种热量可能来自引力潮汐能或辐射源所产生的能量。另一种产生羽状物的途径是土卫二表面温暖的冰的升华。在2005年7月14日的飞掠过程中,卡西尼号上的红外成份分光计(CIRS)在靠近南极点的地区发现了一个温暖区域,该区域的温度达到了85-90开尔文度,部分区域的温度甚至高达157开尔文度(零下116摄氏度),远较地表接收阳光辐射产生的温度高,这表明该区域受到了土卫二内部热源的加热。在这种温度下,该区域的冰体能够以较其他区域冰体快得多的速度升华,并产生羽状物。

这种假说受到了较多关注因为如若加热地表冰体的地下层物质为呈半流质状态的氨水混合物,那么不需要太多的能量就可以产生羽状物不过,羽状物中富含的大量冰晶显然更支持“冷喷泉”模式假说并削弱了冰体升华假说的可信性。

此外,基辅等人还提出了笼型水合物的来源理论,该理论认为,当“虎皮斑纹”地形破裂时,蕴藏于其中的二氧化碳、甲烷和氮暴露于真空之中,从而被释放出来。该理论并不需要“冷喷泉”模式假说中用于融冰的热能的存在,也能在缺少氨的情况下解释得通。

在卡西尼计划施行之前,人们对于土卫二的内部构造知之甚少。不过,在卡西尼号飞船对土卫二进行的数次飞掠过程中所得出的探测结果为构建土卫二的内部模型提供了必要的信息,其中包括了对土卫二的质量和三轴椭球体形状的测定、高分辨率的地表照片和地质化学上的新发现。

之前旅行者测得的土卫二质量表明土卫二可能完全是由固态冰组成的。但是根据土卫二对卡西尼号的重力作用效果进行的测定表明,这个数值要远高于之前的推测,其密度达到了1.16克/立方厘米,高于土星其他中等体积的冰卫星的密度,这表明土卫二可能含有更多的硅酸盐和铁。除了固态冰之外其他物质的存在,意味着土卫二内部可能拥有放射性物质衰变所产生的较为丰富的热能。

卡斯蒂略等人认为土卫八和其他的土星冰卫星都是在土星分星云形成后不久就形成的因此富含短期放射性核素。这些放射性核素,如铝-26和铁-60,有较短的半衰期并能够相对较快地为星体内核提供热能。虽然土卫二拥有相对高密度的岩石构造但是如果没有这些短期放射性核素,那么土卫二内部的长期放射性核素则来不及阻止内核的快速冰冻。 鉴于土卫二的高密度岩石构造,人们猜测铝-26和铁-60的高含量将会导致一个不同的构造类型的出现,这个构造类型包含了一个冰冻的地幔和一个岩石的内核。

后期的辐射能和潮汐作用则将内核的温度提升到了1000 K,这个温度足以融解内层地幔。但是,若要保持土卫二地质活动的活跃性,则部分的内核也必须融化,以形成岩浆腔室,这种腔室在土星的潮汐作用下会扭曲变形。土卫四的共振效应或天平动产生的潮汐热使得这些位于内核的热点至今仍保持活跃,并为现在土卫二上的地质活动提供能量,

此外,科学家还测定了土卫二的形状,以进一步判断该卫星是否具有内部分层结构。波尔科等人根据其2006年的测量结果认为该星体处于流体静力学的平衡状态,在此状态下,星体内部是不分层的,这与地质学及地球化学方面的证据所指向的结果相矛盾。

最近的某些时候,华枫总觉得自己现在有些甩手掌柜的样子,农家的各项事宜基本都交由沈丘代理,而且华枫不顾长老会的反对,坚持立沈丘为代侠魁,他不在的时候,沈丘的作用就如同历代侠魁一样,虽然这在历史上还从未出现过。

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