作者tandem (天灯)
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标题[新闻] 冥王星卫星卡戎或有巨大地下海洋曾温度适
时间Wed Jun 18 13:39:16 2014
http://news.sina.com.tw/article/20140617/12690026.html
(新浪网, 所以是大陆用语)
冥王星卫星卡戎或有巨大地下海洋曾温度适宜
天文学家以希腊神话中冥王船夫“卡戎”的名字,来命名冥王星的卫星。而日前,美
国航空航天局(NASA)一项研究显示,卫星“卡戎”可能存在表面冰层且有巨大的裂缝——
这意味着,“卡戎”或拥有一个巨大的、曾经温度适宜的地下海洋,即是说其曾以液态水
的形式存在。这一发现激起了科学家们在此寻找地外生命的热情,但在“新地平线”探测
器到达之前,谜底还需“冰封”海底。
冥王星是一个极其遥远的世界。而“卡戎”本是冥王星的冥卫一,这一名字在希腊神
话中是冥王哈迪斯的船夫,职责是将死者摆渡过冥河。卫星“卡戎”距离冥王星有19640
公里,但二者体积相差并不悬殊,且它们始终保持同一面朝向对方。在2006年,冥王星由
於体积和质量原因被悲惨“降级”後,冥王星和“卡戎”都被定义为矮行星。一直有天文
学家认为,它们应是平等的伴星关系。
据英国《每日邮报》线上版6月16日(北京时间)消息称,NASA天文学家依据表面冰层
的厚度,建模预测了“卡戎”表面不同的断裂模式、其内部结构、变形以及轨道演化。通
过对这颗冰冻卫星表面裂缝的分析,研究人员认为“卡戎”可能藏匿了一个曾经温暖的海
洋。鉴於液态水是已知生命形式的必要成分,这对整个冥王星系统来说都是一个希望。但
生命也需要一个可用能源,还需要大量诸如碳、氮、磷等元素,这片海洋是否有这些附加
成分从而具备了支持生命的条件,还要等已出发的“新地平线”探测器抵达後才能下结论
。NASA戈达德太空飞行中心阿莉莎·罗登亦表示,在把各种预测与“新地平线”探测器的
实际观测数据作比较後,他们将得出更好更确切的结果。
“新地平线”探测器已於2006年1月发射升空,预计将最早於2015年7月到达冥王星。
它要先去探索冥王星,随後就将观测卫星“卡戎”。在这两项工作之後,“新地平线”将
继续前往进入冥王星外的柯伊伯带,将自己丢弃在茫茫太空之中。
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补一下网路天文馆的
http://tamweb.tam.gov.tw/v3/TW/content.asp?mtype=c2&idx=1260
或许从冥卫一裂隙可获知其地底是否曾一度拥有海洋
如果冥王星最大的卫星—冥卫一(Charon)的冰质表面有裂隙,那透过这些裂缝,
或许可呈现出这颗卫星的内部是否曾经够温暖,暖到足以让冥卫一地底维持液态海洋的
存在。冥王星是太阳系矮行星之一,和太阳的距离比地球远29倍多,如此遥远的距离,
能接收到的太阳辐射量稀少,所以它的表面温度低达摄氏零下229度;如此酷寒之境,其
表面不可能存有液态水,已知的5颗冥王星卫星亦同。距离遥远,再加上冥王星本身就很
小,以目前地球上已有的观测设备,还无法清楚的观测到冥王星及其卫星的细节,只能
等待2015年新视界号(New Horizon)太空船近距离飞掠冥王星和及其卫星时,才能窥见
冥王星的秘密。
根据现阶段的实际观测资料,冥卫一绕冥王星公转的轨道稳定且几近圆形,更好玩的
是,冥王星与冥卫一目前处在所谓的「潮汐锁定」状态,两者互绕过程中,始终都以同一
面面对彼此。不过美国航太总署(NASA)哥达德太空飞行中心(Goddard Space Flight
Center)Alyssa Rhoden等人利用电脑模拟冥卫一,结果发现冥卫一表面随着冰壳厚度、
冥卫一的内部结构以及冥卫一能变形扭曲的程度不同,会出现不同的裂隙型态。未来可将
这些模拟结果与新视界号太空船实际观测结果予以比较,便可判断冥卫一以前是否因为高
偏心率之故而曾有过地下海洋。太阳系中有些气体巨行星的卫星,如木卫二(欧罗巴,
Europa)和土卫二(Enceladus)等表面破裂形成许多缝隙的冰卫星,几乎已经证实它们
都拥有地下海洋。当木卫二和土卫二绕着木星和土星公转时,受到各自母行星和邻近卫星
的重力拉扯,让它们的轨道不但无法保持圆形,而且轨道偏心率还非常高,换言之,它们
的轨道非常椭圆。如此一来,这些卫星因在不同轨道位置所感受到的重力潮汐作用强度不
同,卫星表面和内部也会随之受到不同程度的挤压摩擦,并因此产生热能。这种潮汐加热
(tidal heating)作用可让卫星内部保持温暖,延长木卫二和土卫二地下海洋存在的时
间。同理,模拟结果显示冥卫一的轨道偏心率曾经非常高,所以应该也会有潮汐加热作用
,造成内部挤压摩擦与表面裂隙等现象。
冥卫一的质量约为冥王星的1/8,这个比例比其他卫星/母行星的质量比大很多,实际
上,它们是太阳系中「卫星/母行星」质量比最大的,有天文学家一度倡议应该将它们视
为「双行星」。一般认为冥王星曾遭受严重撞击,撞击碎片後来形成了冥卫一和其他小卫
星,所以冥卫一原始诞生的地方和冥王星的距离必定比现在还近得多。如此一来,冥王星
和冥卫一的重力对彼此都有很强的潮汐作用,使它们的表面向彼此凸起,使它们内部产生
摩擦力;同时因为这个摩擦力的产生,使冥王星和冥卫一的潮汐作用发生位置,稍微落後
於它们的轨道位置。这个落後的状况对冥王星而言就像个致动或煞车器一样,可让冥王星
的自转变慢,而因角动量守衡之故,冥卫一反倒因此而自转加速,并逐渐远离冥王星。地
球和月球之间也一直都在发生同样的现象。
Rhoden表示:冥卫一的轨道演化情形,特别是它的轨道从近圆形变成高偏率椭圆的阶
段,可能因潮汐变形而得以产生足够的热,让冥卫一地底的液态海洋能维持一段时间;不
过因为目前冥卫一的轨道趋近稳定的圆形,所以即使曾经有地下海洋,现在也早已冻结成
冰。利用含有海洋在内的冥卫一内部结构理论模型所得结果,这些天文学家发现只要冥卫
一公转轨道偏心率小於0.01的话,就能在冥卫一表面产生如木卫二表面所见的那些裂隙结
构。而既然这麽容易就能产生表面裂隙,那麽当太空船飞抵冥卫一附近,并发现其表面如
果没有任何裂隙,那麽天文学家就可以得出冥卫一公转轨道偏心率的上限,以及其内部究
竟可达多温暖的程度。这些研究让天文学家们能事先准备好,当新视界号太空船抵达冥王
星系统附近时,他们应该要观察的现象与细节是什麽,或是从观察到的现象中可以学到什
麽。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 203.69.67.252
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1F:→ jarry1007:终於又有新地平线号的新闻 真期待2015 06/19 20:54
2F:推 chienjr:"或有"这用语好像比较接近香港? 06/20 17:03
3F:推 PrinceBamboo:"表面","公里" 可见原文是简体字 06/22 17:31
4F:推 rhino0314:或有台湾很常用啊 虽然比较偏书面用语 06/23 19:40
※ 编辑: tandem (175.181.148.118), 06/29/2014 23:57:30