土卫六南极上空发现巨大冰云：似地球上的雾(组图)

Daphane · 发表于 2015-11-17 23:18:08

來源:新浪科技

随着土卫六泰坦上南半球冬天的临近，一场规模巨大的极地涡旋正在逐步形成之中。卡西尼号探测器近日在土卫六的平流层底部和中部之间发现了大量冰云。研究人员认为，它的密度较低，类似于地球上的雾，但可能有着平坦的上边界。

北京时间11月17日消息，随着土卫六泰坦上南半球冬天的临近，一场规模巨大的极地涡旋正在逐步形成之中。

　　卡西尼号探测器近日在土卫六的平流层底部和中部之间发现了大量冰云。该探测器此前拍摄的图像显示，有一大片云在土卫六南极上方约186英里(约合300公里)处盘旋，但这还仅仅是冰山一角而已。最新发现的冰云系统规模比此前发现的要大得多，且位于其下方，最高处海拔约为124英里(约合200公里)。

　　凯莉?安德森(Carrie Anderson)是该研究项目的带头人，她表示这片云的范围跨越了足足5个纬度(在南纬75度至南纬80度之间)，换算成长度在150英里左右(约合240公里)。

　　它由卡西尼号上的复合红外分光计(CIRS)所发现。研究人员认为，它的密度较低，类似于地球上的雾，但可能有着平坦的上边界。

　　过去几年间，卡西尼号探测器有幸观察到了土卫六南极附近从秋天到冬天的过渡阶段——这是人们首次利用宇宙飞船看到土卫六上冬天的开端。

　　由于按照地球历法来算、土卫六的每个季节都长达七年半之久，等到卡西尼号探测器于2017年结束其任务时，土卫六的南极地区仍将处在冰封的冬季。

　　“我们在观察红外数据时发现，我们此前从未见过与土卫六上的冰云类似的东西，”凯莉?安德森说道，“这简直像是给我们脸上狠狠来了一下。”

卡西尼号于2012年接近土卫六时，首次观察到了上面发生的变化。该探测器此前拍摄的图像显示，有一大片云在土卫六南极上方约186英里(约合300公里)处盘旋。而就在最近，卡西尼号上的复合红外分光计又在其下方发现了一片面积惊人的冰云。

　　今年11月11号，安德森在于马里兰州美国国家海港举办的美国天文学会行星科学部门年会上公布了这些研究结果。

　　研究人员发现，土卫六南极上空冰云的形成方式不同于地球上雨云的形成方式。

　　对于后者而言，从地表蒸发的水蒸气在上升至对流层时，会与冷空气相遇。如果在其所在高度上，气温和气压都达到某一合适的程度，水蒸气就会凝结成云。土卫六上的甲烷云就是以类似的方式形成的。

　　然而，土卫六极地上空的云所处海拔要高得多，且形成方式有所不同。大气循环将较暖一侧半球极地上空的气体输送到较冷一侧的半球极地上，这些温暖的气体会随之下沉，就像浴缸中的水从出水口漏出去一样。下沉的空气由烟雾状的碳水化合物和腈类物质组成，在下降过程中，温度会变得越来越低。由于不同的气体凝点不同，形成的云便分成了若干层。

　　卡西尼号探测器于2004年首次到达土星，当时土卫六的北极正处于冬季中旬。由于北极地区现已过渡到了春季，所以上空的冰云已经消失了。而与此同时，南极地区上空正在形成新的冰云。这说明土卫六的全球大气循环方向已经发生了改变。

　　“土卫六的季节性变化一直令我们感到激动和惊喜，”NASA喷气推进实验室的斯科特?埃金顿(Scott Edgington)说道，“卡西尼号凭借其上搭载的高水平设备，将继续对土卫六的季节变化进行阶段性研究，直到2017年其任务结束为止。”

　　极地上空冰云的大小、高度和成分将帮助科学家更好地理解土卫六上冬季的特性和严峻程度。

　　从卡西尼号之前拍摄的冰云中，科学家推算出，土卫六南极的温度至少为零下238华氏度(约合零下150摄氏度)。而这片新发现的冰云位于平流层下层，所处温度比南极点更低。其中的冰粒由多种元素组成，包括氢、碳、氮等。

　　安德森和同事在CIRS从北极搜集的数据中也发现了同样的物质组成特征，但信号比南极要弱得多。

　　而南极上空冰云中表现出的明显特征证明了一点：在土卫六上，冬天开始时比结束时要严酷得多。

　　“能够看到土卫六上冬季的早期阶段令我们非常激动，”安德森的一名同事，罗伯特?萨缪尔森(Robert Samuelson)说道，“目前为止，我们在南极发现的一切现象都说明，土卫六南半球冬天的开始阶段远比北半球冬天结束时更加严峻。”

过去几年间，卡西尼号探测器有幸观察到了土卫六南极附近从秋天到冬天的过渡阶段——这是人们首次利用宇宙飞船看到土卫六上冬天的开端。

　　土卫六上的天气

　　土卫六在太阳系中是一个独特的存在，因为它有着稠密、由氮气和甲烷构成的大气，从某些方面来说，和地球有些相似，但从另外一些方面来说，又与地球大相径庭。

　　它的地表温度约为零下300华氏度(约合零下180摄氏度)。从质量上来说，其固体部分的一半都由水构成。作为类地行星，地球表面覆盖着一层由岩石组成的地壳，而土卫六的表面则主要覆盖着冰层。

　　和地球一样，土卫六也有着季节的变换，不过每个季节都会持续七年半之久。

　　在2009年度过昼夜平分线之后，土卫六的南极地区便进入了极夜中，彻底为黑夜所笼罩。

　　对于人类来说，我们自己的月球已经够难造访了，而至于土卫六，研究人员认为，它很可能将任何来客杀个片甲不留。

　　去年，科学家在这颗土星最大的卫星上发现了一片巨大的、由氢氰酸构成的云，约为英国面积的四倍大。他们表示，该发现“纯属意料之外”。

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