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土卫六上首次发现沙尘暴

土卫六上首次发现沙尘暴

土卫六(泰坦)上的沙尘暴(艺术图)

Credits: IPGP/Labex UnivEarthS/University Paris Diderot – C. Epitalon & S. Rodriguez

来自卡西尼号的数据显示,在土卫六的赤道地区,似乎发生了一场巨大的沙尘暴,这项研究于9月24日发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)杂志上,这是除了地球和火星,在太阳系天体中,观察到第三个有沙尘暴现象的星球。

这一观察结果有助于科学家们更好地了解土卫六上迷人的动态环境。

该论文的主要作者,法国巴黎第七大学(又称巴黎狄德罗大学)的天文学家Sebastien Rodriguez称:”泰坦是一颗非常活跃的卫星,我们已经知道了它的地质情况,以及碳氢化合物循环(hydrocarbon cycle),现在又多了一个和地球,火星相似的类别:活跃的沙尘循环(dust cycle)。”

这是2009年至2010年,搭载在卡西尼号上的光学和红外绘图光谱仪(VIMS)捕捉到的图像,箭头所指的明亮的点,被认为是沙尘暴存在的证据。

Credits: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018

土卫六泰坦是一个有趣的世界,在某些方面与地球相似,它是太阳系中唯一拥有浓密大气的卫星,也是太阳系中除过地球,唯一已知表面有液体存在的星球,但由于土卫六表面的温度很低,达到零下-179摄氏度,水在其表面就会像岩石一样坚硬。

土卫六和地球表面的化学成分,有一个很大的不同,地球湖泊,海洋中流淌的是水,而土卫六上主要是液态甲烷和乙烷。在土卫六的循环中,碳氢化合物会蒸发,凝结成云,形成将于落到土卫六的表面。

土卫六的天气和地球上一样,也因季节而异,当太阳直射点越过土卫六赤道时,热带地球可能形成巨大的云层,并产生强大的甲烷风暴,卡西尼号在几次飞掠土卫六的过程中,都发现了这样的风暴。

卡西尼号在2009年至2010年期间,9次飞掠土卫六时拍摄的影像。

Credits: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018

2009年土卫六北半球春分时,Rodriguez和他的团队通过卡西尼的红外图像,首次观察到三个不同寻常的赤道亮点,一开始他们认为这可能是甲烷云,调查后,发现完全不同。

主要有这么几个原因,一:一年中,这个地区形成这样的甲烷云,在物理上是不可能的,而且甲烷云的高度必须非常高,远高于新特征的10公里。

二:研究人员还排除了冰冻甲烷雨(frozen methane rain),和冰熔岩(icy lavas)的可能,这些亮点的化学特征与其不一样,存在的时间仅有11小时至5周,冰冻甲烷雨和和冰熔岩存在的时间要比新特征久的多。

三:建模表明,这些亮点具有大气属性,且靠近地表,最有可能的是微小的固体有机颗粒,从赤道附近的沙丘上扬起的尘埃云。

Rodriguez称:“虽然这是有史以来第一次在土卫六表面观察到沙尘暴,但这一发现并不令人惊讶,我们认为2005年1月,惠更斯探测器着陆土卫六表面,也吹起了土卫六表面少量的有机尘埃,卡西尼发现的规模要大的多。”

以上是土卫六和地球参数对比,来自喷气推进实验室网站的截图

Credits:JPL




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