桃花潭水深千尺,说的就是灭霸的老家了吧!
作者:Blaine Friedlander
译者:唐佳欣
校对:徐鹏晖
审阅:牧夫天文校对组
排版:李竹海
后台:库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤
原文链接:
https://news.cornell.edu/stories/2021/01/astronomers-estimate-titans-largest-sea-1000-feet-deep
关于土卫六上巨大的液态甲烷海克拉肯海的艺术创作。
(图源:NASA/John Glenn Research Center)
土卫六(又称泰坦星,Titan,很熟悉吧?和灭霸的老家同名呢)是环绕土星运行的卫星中最大的一颗,也是整个太阳系第二大的卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有稠密大气层的卫星,因此被高度怀疑有生命体的存在。笼罩在这片厚厚的大气层下,有着大片液态的海洋,其中最大的海洋是克拉肯海(Kraken Mare),以挪威民间传说中游离于挪威和冰岛近海的海怪——北海巨妖Kraken命名。据来自美国康奈尔大学的天文学家估计,这片甲烷海中心附近深度至少有1000英尺,相当于大约300米,足以为将来可能进行的机器人潜艇探索提供足够的空间。
在筛选了卡西尼号最后一次飞掠土卫六时采集的数据之后,科学家们在2020年12月4日发表于《地球物理学研究杂志》上的《克拉肯海北部河口Moray Sinus的“水”深测量》一文中详细介绍了他们的发现。
“除了土卫六最大的海洋,克拉肯海以外,土卫六上所有海洋的深度和成分都已经被测量过。克拉肯海不仅拥有一个伟大的名字,而且还包含了卫星表面大约80%的液体。”康奈尔大学艺术与科学学院天体物理与行星科学中心(CCAPS)的副研究员瓦雷里奥·波加里(Valerio Poggiali)说道。
这是NASA卡西尼号任务中彩色马赛克的一部分,显示了迄今为止泰坦星北部湖泊和海洋的最完整景观。
图源:NASA / JPL-Caltech / Agenzia Spaziale Italiana / USGS
寒冷的土卫六距离地球十几亿千米,被金色的气态氮雾掩盖。但是根据NASA过去的研究,当拨开层层云雾向更深处窥视时,这颗神秘的卫星呈现出了类似于地球的外观——有河流、有湖泊、也有海洋,不过其中流淌翻涌着的都是液态的甲烷。
实际上,这项发现的数据是在2014年8月21日在卡西尼号对土卫六的T104飞掠中采集的。航天器的雷达对土卫六北极地区较小的海洋丽姬亚海(Ligeia Mare)进行了调查,以寻找神秘消失后又重新出现的“魔术岛”。
当卡西尼号以约2.1万千米/小时的速度在距土卫六表面近千米高度处巡航时,该航天器使用其雷达高度计测量了位于克拉肯海北部河口Moray Sinus的“水”深。康奈尔大学的科学家们与美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的工程师们一起,通过雷达在液体表面和海底的回波时间差异,以及在穿过液体的过程中吸收的雷达能量所反映出的海洋成分,找出了如何辨别湖泊和海洋深度的方法。
Moray Sinus深度约85米,比克拉肯海中部浅的多。而令人惊讶的是,这里的液体成分是以甲烷为主的甲烷和乙烷的混合物,和土卫六的第二大海洋丽姬亚海非常相似。
此前科学家们曾经推测,考虑到克拉肯海的大小以及它较低纬度的地理位置,这里可能含有更多的乙烷。然而观测结果显示出,克拉肯海的液体组成和那些北部的海相比并没有明显的不同。这是一个重要的发现,将有助于评估土卫六类似地球的水文系统模型。
克拉肯海不仅有着幽邃的深度,其面积也非常庞大——几乎相当于美国五大湖面积的总和。
比水星还要大的土卫六环绕在土星周围,在土卫六的下面是土星环投射的阴影。该自然色视图是通过2012年5月6日卡西尼号捕捉的六幅图像合成创建的
图源:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
波加里表示,土卫六或许代表了地球大气早期的环境模型。
“在这种情况下,”他说,“了解克拉肯海和Moray Sinus的深度和成分非常重要,因为这样可以对土卫六的甲烷水文系统进行更精确的评估。我们还需要解决许多谜团。”
液态甲烷是的来源就是谜团之一。土卫六接收到的太阳光大约是地球接收到的1%,在太阳光的作用下,大气中的甲烷不断被转化为乙烷。只需大约1000万年,这一过程将完全耗尽土卫六表面的甲烷储备。
在遥远的未来,或许人类可以发射一艘不由机械引擎驱动的探测潜艇前往土卫六,探索神秘的克拉肯海。
波加里说:“根据我们的测量结果,科学家们现在可以更精确的推断出液体的密度,从而更好的校准艇上的声纳并了解海洋的定向流动。”
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以光学波段观测到的太阳
一眼望去,太阳从中心往外,亮度是逐渐降低的!换句话说,太阳的外圈比较昏暗,中心却比较亮。这被称为临边昏暗现象。
简而言之,临边昏暗是两种效应造成的:
1.恒星的密度由中心向外逐渐降低
2.恒星的温度因为与中心距离的增加而逐渐降低。