未来将探索土星的卫星上是否适宜居住等问题

近日,离开地球快20年的美国“卡西尼”号土星探测器成功在土星和土星环之间完成首次穿越,并传回迄今最近的土星观测数据。这些数据显示,土星与土星环之间的区域是片“空无”。

土星环到底是怎么来的

各种天体残骸碰撞分离堆积形成的环状结构

5月1日,美国航空航天局喷气推进实验室“卡西尼”项目主管厄尔·马伊斯在一份声明中说,数据分析显示,土星与土星环之间是一片“空无”。这个“空无”的区域并不是有些人理解的“完全的真空地带”,而是存在一些低密度的尘埃状的东西。国家天文台研究员平劲松解释说,土星与土星环之间存在着稀薄的等离子体大气,与行星际空间环境融合在一起。它们密度很低,且不容易反射光线。

提到土星就不得不提到知名度极高的土星环。这一圈环绕土星的光环让土星在望远镜中看起来犹如一顶草帽,“帽檐”正是土星光环,又称土星环。

平劲松表示,土星环的主要物质是冰晶和尘埃。在太阳系和土星形成的早期,天体之间会频繁发生碰撞,碰撞产生了很多残骸物质,这些残骸物质再经过不断地碰撞和分离,最终堆积在一起形成环状结构。土星环从远处看是一个柔和的、整体的光环,但是根据探测器近距离拍回的照片显示,这个环并非整体,而是由许多小环组成的。

相比较土星的年龄而言,土星的环结构还是非常年轻的。土星诞生至今有40多亿年,而土星的环只有数亿年的历史。

六边形漩涡是如何形成的

成因至今不明或许是由于温差造成的

很早以前,天文学家就发现在土星北极有一个极地漩涡,它看上去呈一个完整的六边形,这在整个太阳系都是独一无二的。这个六边形旋涡形状巨大,宽度可以容纳4个地球的大小。最近几年,天文学家通过观察“卡西尼”号探测器发回的数据及图像,发现六边形旋涡看起来很像地球上的飓风,不过范围明显要大得多,大概是地球飓风的20至40倍。

平劲松表示,六边形旋涡自西向东高速旋转,十分漂亮。其实在土星南极上空也同样存在着一个大规模的漩涡系统,只是规模较小。对于这个六边形漩涡的成因,科学家们至今也没有搞清楚。土星的北极被认为可能是土星上最“温暖”的地方,温度达零下122 ,而土星其他地方的温度则是零下185 。科学家猜测,这样的温差或许正是极地漩涡的成因。

巨型风暴每30年肆虐一次

由于探测间断是否30年一个周期不能确定

土星上肆虐的巨型风暴也是土星的一大谜团。在2010年年底和2011年上半年这一时间段,“卡西尼”号探测器第一次近距离观测到土星大风暴。这场席卷土星长达6个月的特大风暴成为土星观测史上持续时间最长的天气,在高峰时期,约有20亿平方公里的云层。

科学家们认为,相比较其他气态行星,土星风暴在体积上是非常巨大的。由于上一次人类观测到土星大风暴已经是30年前了,所以坊间一直有一个神秘传闻——土星大风暴每30年左右出现一次周期循环,这暗示着大风暴与土星的季节存在着某种联系。但是平劲松认为这一说法仍缺乏确凿的科学依据,“现在确切的说法是30年前,我们观测到了类似的大风暴,但由于人类对土星的探测中间有很长时间是间断的,所以这个大风暴是不是一定是30年一个周期,目前还不能确定。”

这一巨型风暴的起源和动力源目前科学家还没有找到,风暴强大的能量从何处而来还有待进一步的探索。

土星上会不会有生命家园

未来将探索土星的卫星上是否适宜居住等问题

历史上,人类关于土星的探测并不是太多,最近10多年来,“卡西尼”号探测器的存在成为关注土星的科学家们最兴奋的事——一系列关于土星的最新发现都从它而来。今年9月,“卡西尼”将结束任务,届时大家对土星的关注可能会达到新高潮。

从现在的研究结果看来,土星上有冰、有水,会不会有生命家园呢?这是科学家们未来研究的关键方向。下一步,以美国为主的国家和机构将主要针对土星的卫星上是否存在适宜居住的环境、是否存在高级有机分子或是微生物等方向进行探测和研究。平劲松说,他和同行们还特别关注一点,那就是有没有可能把地球上一些能在极端环境下生存的微生物移居到土星上,这个研究结果实在让人期待。据《科技日报》

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责任编辑:马嘉悦
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