解密土卫六的碳氢海洋：卡西尼号雷达对土星最大卫星的最新探索
解密土卫六的碳氢海洋：卡西尼号雷达对土星最大卫星的最新探索
康奈尔大学的研究人员通过分析卡西尼号探测器的雷达数据，揭示了土卫六（土星最大卫星）北极附近碳氢化合物海洋的表面特性。研究发现，这些海洋的表面成分和粗糙度存在显著差异，这为理解土卫六复杂的地质和气象过程提供了重要线索。
这张合成图显示了美国宇航局卡西尼号航天器拍摄的土星卫星土卫六的红外景象，这是在2015年11月13日的"T-114"飞越任务中获取的。利用卡西尼号的雷达数据对土卫六的海洋进行的新研究显示，土卫六的表面成分各不相同，粗糙度也略有差异，凸显了土星卫星上复杂的环境相互作用。资料来源：美国国家航空航天局
康奈尔大学领导的研究小组利用卡西尼号探测器在2014年和2016年四次飞越土卫六时收集的双向雷达观测数据，分别分析了土卫六海面的成分和粗糙度。这种双向雷达实验通过将无线电波束从探测器发射到土卫六表面，再反射回地球上的接收天线，能够获取比单向雷达数据更全面的信息。
研究的主要作者、康奈尔大学副研究员Valerio Poggiali表示：“双向雷达数据是一个更完整的数据集，对反射表面的成分及其粗糙度都很敏感。”
研究团队分析了土卫六三个大型极地海洋——克拉肯海区、莱姬亚海区和彭加海区的观测数据。他们发现，这些海洋的表面成分因纬度和位置而异，特别是在河流和河口附近。克拉肯海最南端的部分显示出最高的介电常数，这是一个衡量物质反射无线电信号能力的指标。在地球上，水的介电常数约为80，而土卫六的乙烷和甲烷海的介电常数约为1.7。
艺术家描绘的美国国家航空航天局的卡西尼号在 2017 年"压轴大戏"中的情景，在这场大戏中，卡西尼号在土星和土星环之间俯冲了多次，然后故意撞进了土星的大气层。图片来源：NASA/JPL-Caltech
研究人员还发现，这三个海域在观测时大多风平浪静，表面波浪不超过3.3毫米。在沿海地区、河口和跨流域海峡附近检测到的粗糙度略高，最高达5.2毫米，这可能是潮汐流的迹象。
Poggiali指出：“注入海洋的河流似乎是纯甲烷的，直到它们流入开阔的液态海洋，那里才富含乙烷。这就像在地球上，淡水河流流入海洋咸水并与之混合一样。”
合著者、天文学教授菲利普·尼科尔森表示：“这与土卫六的气象模型非常吻合，据预测，从土卫六天空降下的‘雨’可能几乎是纯甲烷，但也有微量的乙烷和其他碳氢化合物。”
美国国家航空航天局卡西尼号宇宙飞船获得的数据显示，Ligeia Mare 是土星卫星土卫六上已知的第二大液体体。它充满了液态碳氢化合物，如乙烷和甲烷，是土卫六北极地区众多海洋和湖泊中的一个。图片来源：NASA/JPL-CaltechNASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
Poggiali强调，卡西尼号对土卫六长达13年的研究积累了大量数据，目前的研究只是冰山一角，未来还有更多发现等待揭晓。
这项研究发表在《自然-通讯》杂志上，为理解土卫六复杂的地质和气象过程提供了重要线索。
本文原文来自ScitechDaily