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科技報導

新研究揭示土衛二標誌性“虎紋”裂縫的起源



一項新的研究揭示了土衛二的標誌性“虎紋”裂縫的起源,該裂縫將大量富含礦物質的水汽噴入太空。人們認為,從冰冷的衛星表面上的這些裂縫中產生的物質是從地下海洋中汲取的,這可能成為外星生命的宿主。

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我們的太陽系承載著多種多樣且引人入勝的衛星,這些衛星具有眾多奇特的,通常在視覺上引人入勝的特徵。例如有離奇的海綿狀衛星,飛碟狀的衛星,地獄般的熔岩衛星,甚至還有死星狀的衛星。

然而,很少有衛星像土衛二一樣,已經謝幕的卡西尼號探測器對它進行了廣泛的成像。卡西尼號揭示了一個荒涼的世界,上面佈滿了巨大的縫隙。然而,與外表冰冷、貧瘠的外觀相反,土衛二被發現是一顆活躍的衛星。至少從地質上來講。

人們看到巨大的間歇泉從巨大的裂縫中湧出,這些裂縫使這顆奇怪的衛星的南極地區看起來“傷痕累累”。這些裂縫中的每一個都以著名的中東民間故事集《一千零一夜》中的城市命名。

科學家得出的結論是,從“虎紋”爆發的物質的來源是廣闊的地下海洋,它甚至可能適合於外星生命的演化。關於“虎紋”的性質仍有許多疑問。例如,為什麼這些獨特的構造只存在於土衛二的南極?為什麼它們是如此均勻地分佈,為什麼它們沒有簡單地封閉或凍結呢?

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由在美國工作的一組科學家進行的一項新研究通過使用計算機模型模擬控制土星衛星的複雜物理過程來尋求這些問題的答案。

這項研究的主要作者表示:“由於這些裂縫,我們能夠對天體生物學家鍾愛的土衛二的地下海洋進行採樣和研究,因此我們認為了解形成和維持它們的作用力很重要。”卡內基科學研究所的Doug Hemingway表示。 “我們對衛星冰冷殼所經歷的物理效應的建模指出了可能獨特的事件和過​​程序列,這些事件和過程可能允許存在這些獨特的條紋。”

根據該文件,“虎紋”的存在歸功於土衛二的偏心軌道。當月球週期性地靠近土星並遠離土星時,附近的氣態巨行星強大的引力對其施加了巨大的壓力。當衛星在其軌道上時,覆蓋極地的冰蓋承受的應力最大。因此,它們比覆蓋赤道的冰蓋薄,並且在冷卻期間,兩極以下的一些地下海洋開始凍結和膨脹,從而在這些相對薄弱的區域施加了壓力。

人們認為,第一條“虎紋”(科學家現在將其稱為“巴格達”裂縫)是在壓力升高至南極冰蓋破裂接縫的位置時產生的。通過“巴格達”裂縫噴發的物質緩解了北部冰原上的壓力。據該論文的作者說,這很可能相反地發生了,北極出現了條紋。一旦打開,土星的引力影響就阻止了裂縫的閉合。但是,這些模型預測,一旦“巴格達”爆裂,應力引起的壓力就不會產生進一步的裂縫,那麼它們如何形成?

根據研究人員的說法,從原始裂縫中排出的一部分材料沉降在其邊緣。多餘的重量可能導致冰蓋變形。最終,壓力使平行的“虎紋”在距“巴格達”裂縫約35公里(21英里)的地方形成。

該論文已發表在《自然天文學》雜誌上。