系内行星新发现>土星及卫星>泰坦星上可能有一个巨大的地下海洋

眼下主要是由卡西尼飞船而得来的成果.

探测显示土卫六存在1500米高冰火山
2010年12月16日 10:41  新浪科技
   

    这张假彩色照片中，绿色表示火山物质，蓝色可能是沙子土卫六浓密的大气层使对它地面的观测困难重重　　新浪科技讯 北京时间12月16日消息，科学家们日前宣称他们可能已经找到了迄今最有力的证据，证明在土卫六上确实存在冰火山。土卫六是土星最大的卫星，也是太阳系第二大卫星。

　　新发现的冰火山高达1500米，被命名为“玫瑰”(The Rose)，由目前正在土星轨道运行的卡西尼飞船发现。探测显示，“玫瑰”山顶上有一个很深的“凹陷”，而周围区域地表似乎有流动的物质。研究人员目前正在试图确认这座火山的活跃程度，以及它喷发的是什么物质。

　　科学界长期以来便怀疑土卫六上存在冰火山，但是由于这颗卫星被厚重的橘色大气所包裹，使人难以看到它的庐山真面目。卡西尼飞船雷达小组的成员兰迪·科克(Randy Kirk)博士解释说：“土卫六外层物质很大一部分是水冰和氨成分，因此某些物质在土卫六的低温状况下能保持液态流动当然是可能的。但是我们也确认土卫六大气中存在有机物质，并且会沉降到地面上，甚至通过这种火山喷发的途径，星球内部可能存在的有机成分也会抵达地表。这些物质可能有点像蜡，甚至可能像塑料。”

　　科克博士出席了正在旧金山召开的美国地球物理学联合会(AGU)秋季会议，并在会上作了这番陈述。这一会议是地球科学界最大的盛会，这个领域全球最顶尖的专家汇聚一堂。

　　在此之前也曾有过关于在土卫六发现冰火山的报道，但是从未能获得学界一致的认可。但是科学家们从未放弃搜寻的努力，因为土卫六的条件对于冰火山的形成非常理想，这里的表面温度低达零下180摄氏度。

　　科克博士和他的同事们希望，此次他们提交的新数据将最终说服即使是他们最苛刻的批评者们，那就是他们确实已经找到了证明冰火山存在于这颗卫星上的确凿证据。

　　卡西尼飞船搭载的雷达设备能够穿透厚厚云雾，获取地表形态信息，目前科学家们已经建立了其地表的3D地形模型。而飞船上的红外线设备则可以获取有关地表化学成分的部分数据。科克的小组将这两种设备的数据结合起来，获得了有说服力的证据。

　　杰弗里·卡格尔(Jeffrey Kargel)是来自亚利桑那大学的行星科学家，他本人并未参与卡西尼项目。他对大会表示，他认为“玫瑰”是土卫六上他见过最有可能是火山的候选目标。

　　他说，如果“熔岩流”中富含碳氢化合物，那么它们看上去应当类似沥青，蜡，甚至聚乙烯。 “当然，这其中还有很多问题需要解答，存在着许多有趣的可能性。比如，Sotra地区是土卫六大气中甲烷的来源吗？这一地区，或土卫六上其他地区的这些冰火山是否还处于活动状态？这些火山喷发的物质是什么？当它们喷发时，是爆裂式的猛烈喷发，还是安静的流出熔岩？这些熔岩会不会带出来可能埋藏于地下的化石或地下生命？”

　　卡西尼-惠更斯探测器项目是一个由美国宇航局，欧洲空间局和意大利航天局合作实施的大型科学考察计划。于1997年10月15日发射升空，经过长途跋涉，于2004年7月1日进入围绕土星运行的轨道。卡西尼飞船还携带了一艘由欧洲设计建造的“惠更斯”着陆器，它于2004年12月25日圣诞夜与母船分离，飞向其目标：土卫六。2005年1月14日，惠更斯号着陆器打开降落伞，成功降落在土卫六表面并在此过程中发回大量考察数据。这也是人类迄今为止实施的最远距离登陆探测行动。(晨风)

土星环起源新说很"给力" 研究过程富戏剧性
2010年12月16日 10:34   来源：科学时报   丁佳 译自www.science.com

　　土星环是由一个卫星的化石碎片组成的。45亿年前土星刚刚形成后不久，这颗被冰覆盖的卫星的岩石核便撞上了它。（图片来源：NASA/CXC/M.Weiss）　　

　　一个长达数世纪的天文学迷题终于有了答案。一位科学家声称自己弄清了土星环是怎样形成的。而这个富有戏剧性的研究过程或许将帮助人们揭开太阳系其他行星的秘密。

　　自17世纪中叶被发现以来，土星环一直是个令科学家大惑不解的现象。特别是没有一种假说能够解释这些诸如冰雹块、小石子等构成土星环的颗粒的平均含冰量会达到90%~95%。

　　根据一些天文学家所推测的那样，如果一个卫星在土星轨道上发生了碎裂，土星环中的颗粒成分应该是冰和岩石各占一半的。事实上，在离太阳同等距离的卫星中，大部分的卫星都是这种组成配比的。

　　这项新的理论是位于美国科罗拉多州博尔德市西南研究所的行星学家Robin Canup发起的。这篇在线发表在12月12日的《自然》（Nature）杂志上的论文向人们解释了土星环富含冰的原因，以及土星的一些小型卫星的古怪特性。

　　Canup通过详尽的计算机模拟研究，揭示了土星环起源的故事。在45亿多年前土星刚刚凝结成行星的时候，围绕它旋转的气态圆盘里有几个泰坦星那么大的卫星存在。泰坦星（编者注：即土卫六）是土星现存最大的卫星，其体积大约比地球的月亮大50%。

　　但由于与气体之间的重力交互作用，这些卫星的轨道开始收缩，一个接一个地陷入了死亡的漩涡，并最终撞上了土星。

　　在每颗卫星撞上土星前，土星引力引起的巨大潮汐力会不断地拉伸和压缩卫星，并剥去卫星上的冰，将其留在半途。下一个跟上来的卫星会“接手”这些留在轨道上的冰，但由于潮汐作用，最终也会失去自己的冰，并撞上土星。

　　因此Canup认为，今天土星环系统里的化石碎片，应该是最后一颗葬身土星的卫星残骸。当时那颗卫星应该是一个巨大的冰球，还有一个岩石质地的内核。当大块大块的冰壳脱落后，卫星的岩石核就消失在土星的云层当中了。

　　最后一颗卫星的碎片，每一块最初的直径在1~50千米不等，它们共同形成了一个约为现在1000倍大的冰态环形系统。

　　在接下来的45亿年里，这些大冰块之间不断地碰撞，形成了许多小的颗粒环绕着土星。而现在土星环里少量的岩石材料，则可能是冰块和经过的小行星以及彗星发生碰撞的结果，这些小行星和彗星都是被土星巨大的吸引力引过来的。

　　这项新的假说还解释了围绕今天在土星环边缘外旋转的卫星是怎样形成的。随着时间的推移，土星环不断扩大，带冰颗粒离土星的距离越来越远，直到它们相互之间的引力作用大到了足以抵抗土星潮汐力的程度。

　　土星潮汐力的主要作用是使这些碎片彼此分离，根据正在土星执行探测任务的“卡西尼”号宇宙飞船发回的数据，这种潮汐作用至今仍在发生。Canup说，这一结果也很好地解释了为什么特提斯星（编者注：即土卫三）几乎是纯冰。

　　美国康奈尔大学的行星学家Joseph Burns说：“这项工作令人印象深刻。”这项工作要比先前的研究更为全面，并与“卡西尼”号的观测数据相一致，“这项研究给人们讲了一个有趣而且可信的故事”。

　　康奈尔大学另一名行星学家Matthew Hedman则称赞这项新的研究“十分引人入胜”，他说：“这是第一个关于土星环起源的合乎情理的解释。”

泰坦星上可能有一个巨大的地下海洋
2011年4月19日
          探测土星的卡西尼号飞船在其七年飞行中间，发送回了大量数据，改变了我们对土星及其卫星的看法。土星的最大卫星泰坦星，以其稠密复杂的大气和天气变化，湖泊和海洋而成为关注的焦点。但最新的研究发现，泰坦星可能隐藏着更多神秘。
根据对泰坦轨道和旋转的仔细观察，显示它的轨道与月球类似，被土星的巨大引力潮汐锁定，其中一面总是面向土星，它的旋转轴倾斜约0.3度。天文学家根据这些数据计算出泰坦的惯性矩，惯性矩显示如果泰坦是一颗固态行星，那么地表附近的密度比核心更大。另一种解释是，泰坦不是固态，其地壳下有一个巨大的液体海洋。

最近，土星表面上有个明显的大图形，引起各方关注。



说是风暴.

卡西尼号发现外星世界的第一条河流
2012年12月14日
      1997年发射、2004年抵达土星的卡西尼号探测器已围绕土星系统飞行了超过八年时间，拍摄了另一个世界的大量照片，展现了外星世界的奇特地貌。现在，欧洲航天局和NASA公布了卡西尼号的最新发现：外星世界的第一条河流。河流长400公里，位于泰坦星的北极地区，河流内充满了碳氢化合物液体，虽然天寒地冻，滴水成冰，但乙烷和甲烷仍能保持为液态，它们蜿蜒流入到一个巨大海洋。虽然之前卡西尼号已经发现了液态湖泊和小型河流，但这次是首次获得大型河流系统的高清照片。泰坦星不适宜裸泳，其表面温度约?179°C（甲烷的熔点是-182.5°C）。
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   土卫六发现迷你版尼罗河：长度达400公里(图)

2012年12月17日  新浪科技

                               
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美国宇航局的“卡西尼”号飞船在土卫六“泰坦”上发现迷你版尼罗河。        

　　新浪科技讯 北京时间12月17日消息，据美国探索频道报道，美国宇航局的“卡西尼”号飞船在土卫六“泰坦”上发现迷你版尼罗河。这条河流从源头到流入一个巨大海洋的长度达到400公里，是迄今为止发现并拍摄高分辨率照片的最长地外河流。“泰坦”是土星的最大卫星。

　　借助“卡西尼”号的雷达成像设备，科学家发现了这条河流，蜿蜒穿过暗淡而平滑的地表。这一发现再度证明土卫六上存在液体。此前，科学家就发现土卫六上存在巨大海洋，是太阳系内除了地球外唯一一颗地表存在液体循环的天体。然而，土卫六的厚厚大气层温度极低，意味着液态水可能无法流动。“泰坦”上的液体可能由碳氢化合物构成，例如甲烷和乙烷。

　　根据“卡西尼”号的观测发现，“泰坦”上的河流系统不仅流动，同时还存在“断线”现象，说明“泰坦”上的岩床存在裂缝。“卡西尼”号雷达项目组成员、杨百翰大学的贾尼-拉德巴弗表示：“虽然存在一些较短的区域性曲流，但这个河谷相对比较直，说明至少穿过一个断层，与流入‘泰坦’同一海洋南部的其他大型河流类似。这些断层——‘泰坦’岩床的裂缝——可能并不意味着板块构造与地球类似，但仍会形成盆地，本身也可能形成巨大的海洋。”

　　“泰坦”上发现巨大河流系统可能是一种“不可避免”。“卡西尼”号此前证实“泰坦”上存在大量液体，包括南半球由液态乙烷构成的湖泊“安大略-拉库斯湖”。此外，“卡西尼”号还探测到“泰坦”大气中存在降雨现象，说明这颗卫星不仅存在水文循环(赋予地球雨水、河流和海洋)，同时存在甲烷循环。

　　很难想象，如果亲自登上“泰坦”并站在这个河流系统附近，我们将看到怎样的景象。根据“卡西尼”号的雷达观测，“泰坦”上的河流拥有很多我们熟悉的特征，例如曲流和河槽。“泰坦”是一个复杂而令人着迷的小世界，拥有复杂的生命起源前的化学特性。2005年，“惠更斯”号探测器登陆“泰坦”。在此之后，科学家还没有制定任何针对“泰坦”地表的实地考察任务。

　　“泰坦”可能包裹着一层冰冷的高压大气层，导致我们的机器人很难对其进行勘察，但不可否认的是，这颗卫星拥有大量支持生命产生的存在的化学特征。如果孕育出生命，它们可能不会像地球上的生命一样依赖于水，而是依赖液态甲烷和乙烷。我们现在要做的就是静待“卡西尼”号为我们找到答案。顺便提一句，尼罗河长6650公里。（孝文）

土卫六和地球上的沙丘有多少区别？

左： 谷歌地球上看到的纳米比亚沙丘

右： 卡西尼号看到的土卫六贝莱沙海雷达图像

科学: 卡西尼探测器在土星卫星泰坦发现丙烯
  2013年10月02日      
NASA宣布，卡西尼探测器的红外光谱仪在土星最大卫星泰坦上发现了化学物质丙烯。这是首次在地球以外的星球上发现制造塑料的成分。研究结果发表在《Astrophysical Journal Letters》上。泰坦是太阳系唯一发现有浓厚大气层的卫星，其大气成分包括氮、甲烷、乙烷、联乙炔、甲基乙炔、乙炔和丙烷等。

http://news.xinhuanet.com/tech/2013-10/01/c_117581623.htm
土卫六上发现常见塑料的成分

    新华网华盛顿９月３０日电（记者林小春）从吃饭用的塑料碗碟，到包装绳、包装袋……人们的日常生活中到处可见丙烯的身影。美国航天局３０日说，土星最大的卫星土卫六（“泰坦”）上同样存在丙烯，这是在地球之外的天体上首次发现这种碳氢化合物。
    美国航天局研究人员当天在《天体物理学杂志通讯》上报告说，土星探测器“卡西尼”携带的复合红外光谱仪对土卫六大气进行扫描，在不同纬度的低层大气中发现了代表丙烯的微弱红外信号，这表明土卫六的低层大气存在少量丙烯。
    丙烯是石化炼制的产品之一，也是生产多种有机化工原料、合成树脂以及精细化学品的关键化合物。论文第一作者、美国航天局戈达德航天中心的康纳·尼克松说，日常生活处处可见丙烯，它们连在一起可构成长链的聚丙烯塑料，商店里销售的很多塑料容器就是由可循环使用的聚丙烯制成的。
    此前，“卡西尼”携带的质谱仪曾在土卫六的上层大气中发现疑似丙烯的踪迹，但研究人员无法给出确定性的结论。
    土卫六是太阳系中少数拥有稠密大气层的天体之一，不过其大气主要由碳氢化合物构成。此前已发现土卫六大气中的碳氢化合物包括乙烷、丙烷、丙炔，但丙烯是首次确认。美国航天局说，发现丙烯解决了土卫六大气的这个未解之谜，今后有望在土星这颗卫星的大气中发现更多隐藏的化学物质。

泰坦上有液态甲烷在流动吗？   


  [ 录入者:champagnecat | 时间:2014-03-05 18:49:23 | 作者:京晶 译

原文标题：Does Methane flow on TITAN？
作者：Robert Zimmerman    原文来自：Astronomy     Posted： 2014年2月刊
编译：京晶   审校：Linq （编译版权所有，未经许可请勿转载）   

“惠更斯”号于2005年1月14日穿过泰坦（土星的卫星）厚重的大气层，在距地面10公里高处拍摄了这张360度全景照片。在该图中，明亮的区域是高山台地。高地上的阴暗区域是河道。这些河道似乎都通向一个更暗的区域——科学家怀疑那里是一个湖床。（图片来源：ESA/NASA/UNIVERSITY OF ARIZONA）

九年前，欧洲的“惠更斯”号穿过泰坦大气层，在这颗土星最大的卫星上安全着陆。行星科学家们不禁为此欣喜雀跃。

现任皇家天文学会主席David Southwood曾是欧洲空间局科学项目组主任。他说：“不得不说，当时我被看到的景象惊呆了。”

欧洲空间局局长Jean-Jacques Dordain则热情洋溢地评论说：“我们现在收集的数据将有助于揭开这个新世界的神秘面纱。”

美国宇航局卡西尼号飞船图像组首席科学家Carolyn Porco更是激动不已：“我很震惊！这真是太棒了！”（卡西尼号搭载“惠更斯”号飞向泰坦。在“惠更斯”号着陆后，它继续环绕土星飞行）。

Porco继而向我们描述了科学家们公认的最惊人的发现：“泰坦表面有许多河道。它们看上去像是被什么东西切割而成。。。。我认为最有可能的是流水的侵蚀。”

在“惠更斯”号登陆泰坦之前的三十多年里，行星科学家们已从理论上论证过甲烷就像地球上的河流一样在泰坦表面四处流动的可能性。一旦他们有机会凑近泰坦好好看个清楚，按照他们预想的情况，“惠更斯”号可能会发现在这颗阴冷、遥远的太阳系第二大卫星上面正淅淅沥沥地下着甲烷雨。雨水注入河流和湖泊，甚至海洋。

而这恰好正是“惠更斯”号在2005年1月拍摄的首张照片展示的景象：蛛网一般纵横密布的河道通向一个看似大湖泊的地方。对行星科学家来说，这个发现简直好到难以置信。

2005年1月14日，当“惠更斯”号接近泰坦表面时拍摄了这组照片。从左上至右下，照片依次展示了在距卫星地表150公里、20公里、6公里、2公里、600米 和200米高度捕捉到的泰坦的模样。（图片来源：ESA/NASA/JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA）

    到如今，虽然已过去了近十年的时间，行星科学家们仍对此事满怀激动，同时也困惑不已（困惑程度与“惠更斯”号登陆之前没什么两样）。卡西尼号把“惠更斯”号带到泰坦之后，就一直环绕着这个巨大的卫星飞行，搜寻着类似地球上的暴雨、河道、湖泊之类的现象和地貌特征。只不过，在泰坦上循环流动的不是水，而是甲烷。

乍看之下，泰坦就像是冰封的、幽暗的地球。它们虽然有许多相似的地方，但却是完全不同的两个世界。
  
在两次探索活动之前
  
       荷兰天文学家Christiaan Huygens（惠更斯）于1655年发现泰坦。几个世纪以来，它在科学家眼中一直是太阳系最大的卫星。直到20世纪中期，科学家通过观测发现泰坦拥有厚厚的大气层，这使它看上去个头很大。木卫三这才凭借其5262公里的直径而一跃成为太阳系的第一大卫星。

     即便如此，泰坦的个头（直径为5150公里）依旧比水星大。若它独立环绕太阳运动，科学家一定会将它视为一颗行星。
  

    到了20世纪70年代，在两个旅行者号探测器飞掠土星之前，科学家们还不清楚泰坦那厚厚的大气含有哪些化学物质。一些人认为甲烷是其主要成分，另一些人则争论说氮的含量最高。还有一小部分人甚至提出泰坦上有流动的液态甲烷，并且汇流成海。不过，大家对如此大胆的想法应者寥寥。
  
      接下去，旅行者1号在1980年11月从距离泰坦地表仅6490公里高处呼啸而过。在它抓拍的照片中泰坦呈现为一个光秃秃的、并被浓雾大气层层包裹的橙色球体（其大气厚度达200公里，外加一层厚度在380至500公里不等（厚度随海拔变化）的雾霾层）。泰坦大气的95%是氮，余下的部分是甲烷。泰坦的地表温度徘徊在寒冷刺骨的零下178摄氏度左右，地表压强则比地球表面的压强高了近50%。

                               
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当旅行者2号在1981年8月路过泰坦时，从230万公里远处拍摄了这张照片。遗憾的是，相机的滤波装置无法穿透浓雾弥漫的大气层，因而我们无法从照片中看见泰坦的表面。（图片来源：NASA/JPL）

  
      旅行者号的观测结果显示，泰坦上的环境非常适宜液态甲烷和液态乙烷的存在。这些分子甚至可能像地球上的水一样蒸发循环，产生甲烷雨。随降雨落到地面的甲烷液体汇流成河，并最终积聚成甲烷湖泊。

     在卡西尼号和“惠更斯”号飞临泰坦之前，上面提到的种种可能性只不过是科学假说。尽管行星科学家早就知道泰坦具备甲烷液体存在的条件，但毕竟还没有人亲眼见到。

异类行星

      “惠更斯”号穿过泰坦的大气层，降落在一个貌似干涸湖床的地方。它在着陆过程中拍摄的一些照片让人惊叹不已：泰坦上有一些看似寻常的弯曲河流连接着一个像是湖泊的黑暗区域。

    “惠更斯”号拍摄了两条彼此迥异的复杂河流系统。其中一个系统揭示出更精彩的内容：四散的小支流汇成一条大河，并最终涌入湖中。这些迂回曲折的河道看上去和地球上“九曲十八弯”的河流没什么两样。

     在另一张照片中，主河道像箭杆一样笔直，小支流则沿着与其垂直的方向注入其中。由此看来，液体似乎不是随意弯曲流动，而是随地形走势注入湖中。

     在把“惠更斯”号顺利带到泰坦后，卡西尼号前前后后已绕着泰坦飞了近100圈。它在可见光、红外和雷达波段为泰坦拍照，拍摄区域的面积总和达到卫星总表面积的一半以上。

    卡西尼号主要使用的三个科学仪器分别是成像科学子系统（ISS）、光学和红外绘图光谱仪（VIMS）和最重要的雷达测绘仪。前两个仪器负责拍摄从紫外到红外波段的低分辨率图像和光谱（即把混合光分散成不同颜色（波长）的单色光）。受泰坦浓雾大气的遮挡，它们无法窥探到泰坦的地表。雷达测绘仪却可以无视大气的存在，清楚看到地表上个头在350米以上的物体。

                               
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2012年7月25日，卡西尼号在距离泰坦103000公里处拍摄了这张真彩照片。在该照片下方，我们可以清楚地看见泰坦的南极气旋。右中小图为气旋的特写照片。 它清楚显示了气旋内部的大气涡流特征。该真彩照片摄于2012年6月27日，距离泰坦484000公里处。当时，泰坦的冬季正在一步步临近。（图片来 源：NASA/JPL-CALTECH/SSI）

                               
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卡西尼号配备了可见光和红外绘图光谱仪。2013年9月12日，它为泰坦拍摄了这张红外影像。图中的绿色部分是含水冰的基岩。这类岩石遍布卫星表面。橙色部 分标示了可能有甲烷液体挥发的地区——类似于地球上的盐滩。（图片来源：NASA/JPL-CALTECH/UNIVERSITY OF ARIZONA/UNIVERSITY OF IDAHO）

     这些观测揭示出泰坦异类的一面。其实，它只是乍看上去与地球相似而已。举例来说，泰坦的地壳由水冰构成。在地表的寒冷低温下，这些冰就像花岗岩一样坚硬。更何况，液态甲烷不溶于水。所以，甲烷液体在流动时，几乎不会侵蚀地表的水冰。这些水冰就如同基岩一般。
   

      然而，地质学家知道，在地球上，长时间的流水冲刷会侵蚀基岩。同样地，当泰坦的甲烷河水顺山势流过“基岩”，经过漫长的时间，它也会慢慢侵蚀如石头般坚硬的水冰，把形成的卵石冰块冲到下游，并使它们在那里沉积下来。在此过程中，甲烷在泰坦表面蚀刻出一道道沟壑，形成类似地球的山谷、河道和峡谷那样的景观。
  

  湖，不论以何为名
   
     这只是泰坦与地球的惊人相似点之一。卡西尼号发现泰坦地表有数百个阴影区域。科学家认为这些区域是湖泊。其中，有几个黑暗地区看上去充盈着液体，另一些已经部分干涸了。有些区域与迂回的河道连通，其它区域倒像是过去的撞击产生的陨石坑或是火山口（火山岩浆喷出后，在山体内部留下空洞，导致山体表面崩塌形成的破损火山口。）

                               
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2007 年4月10日，卡西尼号的雷达绘图仪为泰坦表面一个狭长区域（长度为6700公里）绘制了这张照片。照片左侧的区域具有类似沙丘的地貌。然而，北方的区域 （照片右侧的区域）却显现出迥异的地貌特征——几个巨大的湖泊。（图片来源：NASA/JPL-CALTECH/ASI）

   
      其中一个阴影区域是Ontario Lacus——它是泰坦南半球已知最大的湖泊（湖面横跨的距离为235公里）。卡西尼号传回的照片显示，该湖西南方向的湖岸线在2005至2009年期间后退了10公里。这说明湖水在慢慢干涸。而对另一阴影区域的反复观测表明，在一场暴雨之后没多久时间，那里就似乎出现了几个新湖泊。几年后，对同一区域拍摄的雷达图像显示，那些雨后形成的新湖泊已经消失不见。再一次，这暗示出它们在此期间已经干涸了。
  
   
       尽管如此，弄清这些地貌的真正成因仍是个不小的挑战。雷达测绘仪拍摄的照片和日常生活中常见的照片完全不同。地表反射回的雷达波亮度反映了地表的光滑程度。因此，在雷达照片中，平滑的湖面表现为阴影区域，而明亮的区域则暗示着粗糙、起伏的山地。

      可是，问题出在观测结果并不总是遵从上述的对应关系。例如，与周围起伏的山地相比，有相当数量的河谷和湖泊在照片中显示为明亮的区域。科学家认为，在此种情况下，雷达波的亮度其实暗示出它们是布满沙砾、卵石和岩石（直径在几厘米以上）的干涸河床或湖床。按此想法推断，流经此地的甲烷液体是窄小的辫状河流，在山谷中迂回蜿蜒，并且经常改道，与美国西南部的干河床地区的情形相似。

    “沙漠干河床是个不错的比喻”，美国Knoxvill市田纳西大学的行星学家Devon Burr说。“河床里的石头是完美的圆形。不过，是夏天的季风把这些石头搬运到这里来的。在绝大多数时间，河床都是干的或者仅在最低洼的地方才有水流。”

     对于那些在照片中表现为阴影区域的弯弯曲曲的河谷，科学家已经给出了几种解释。第一种观点认为这些河道是基岩被纵深切割形成的。它们之所以在照片中呈现为阴影，是因为山谷陡峭的岩壁阻挡了雷达回波。

第二种解释是，河床沉积物由一种非常细小的沙粒状粘稠物组成。因此，干河床就像是由干燥、柔软的雪粒铺就，具有类似细沙海滩一样的光滑表面（间歇出现的甲烷河水把沉积物留在此地）。

     最后，还有一种可能性，即呈现为阴影的河道本身就是黑暗的。因为它们与湖泊一样，充满了甲烷液体。令人遗憾的是，截至目前，观测结果仍然无法告诉科学家哪种解释才是正确的。

     在泰坦的地表有蜿蜒的河道，仅此一点便引出了一个更令人费解的谜题。在地球上，植物有助于稳固河岸，使其保持原位。可是，泰坦上根本没有植被——最起码，没有我们所知的任何生命。因此，河谷的存在说明在泰坦上，必然有某些未知的机制在起作用，保持着河岸的长期稳定。

降雨和洪水

要形成河流和碧波荡漾的湖泊，降雨必不可少。虽然，科学家们认为泰坦上的甲烷蒸发循环过程与地球上的水循环类似，可与此相关的大部分细节，比方说降雨量、降雨频率和地点，我们仍不清楚。

Burr解释说：“由于离太阳太远，泰坦无法像地球那样获得大量能源，因而也就不会像地球那样有许多降雨。不过，泰坦一旦开始下雨，由于积蓄过久的缘故，降雨过程通常也会比较激烈。”

         
     根据卡西尼号和“惠更斯”号的观测结果，科学家估计泰坦上最大的雷雨可以在2小时内降下250厘米甲烷液体。与此相对，地球上有记载的最大降雨量是1小时30.5厘米。

      虽然泰坦的降雨过程更猛烈，这还是让人不由得再次联想到（美国西南部）沙漠干河床和山洪暴发的贴切比喻。如此规模的狂风暴雨将产生骇人的滔天洪水，轻易就能在泰坦地表蚀刻出卡西尼号和“惠更斯”号看到的河道。
  
当然，这属于极端情况。根据卡西尼号的观测，泰坦也有和风细雨的时候。

现在，我们还不清楚泰坦上降雨的频率和强度。到目前为止，实际观测到的降雨，其绝大多数发生在泰坦南半球的高纬度地区。在卡西尼号环绕泰坦飞行的头几年，那里正好经常能被太阳光照到。有时，在短短两小时里，那里就有云朵形成，随后又迅速消散了。

                               
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从泰坦的云中降落的甲烷雨产生了上面图片显示出的变化。左图摄于2007年5月13日，显示了一个位于赤道的区域。中图和右图拍摄于2011年1月15日， 不过，二者的拍摄时间相隔15个小时。这两幅图中的亮斑是大气底层的云朵。它们所在的区域经常出现甲烷降雨雨。（图片来源：NASA/JPL/SSI）

2009年，泰坦的北半球步入了春季。随着照射到北半球的太阳光逐渐增多，科学家期待着那里出现降雨。不过，考虑到泰坦需要七年多的时间才能完成一次四季轮回，科学家们期待的变化一时半会儿还不会出现。

   
模糊的视野
   
不无遗憾的是，我们仍然无法看清泰坦河流的真面目。罪魁祸首便是泰坦那令人窒息的浓雾大气。它的存在大大降低了图像的分辨率。没有清晰的光学图像，科学家只能依赖于雷达探测。然而，雷达波虽然具有较好的分辨能力，它带来的问题也不少。
   

      在科学家手中所有可用的泰坦地表照片中，仅有的几张清晰图片就是“惠更斯”号在降落和着陆过程中拍摄得到的。在它空降时拍的照片中，我们能够分辨直径在20米左右的物体。可是，当“惠更斯”号安全着陆后，它只传回了一张照片。照片里描绘了一片布满卵石的平原。平原向远方延伸出去，直至消失在地平线上，四处散落着直径在2.5毫米到15厘米的岩石和卵石。

   


“惠更斯”号在泰坦表面拍摄的唯一一张照片显示出其着陆点是一个干涸的河床。照片前景中的岩石，直径大约15厘米，而远方的岩石直径大约为1米。此照片摄于2005年1月14日。（图片来源：ESA/NASA/JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA）

       因此，到目前为止，除了“惠更斯”号提供的这些照片，泰坦上所有那些所谓的河道系统并不真的就是河流，而是宽阔的峡谷。纵使真有甲烷液体沿着这些蜿蜒的峡谷顺势流下，科学家也还是无法看到。
   
      更何况，缺乏足够的分辨率意味着我们无法看见和确认许多最重要的地貌特征。比如说，仅仅依靠雷达探测很难确定河谷的下游方向。有时候，河谷会从明亮的区域（通常认为那里对应着起伏的山地）绕转到阴影区域（那里被认为是干燥或湿润的湖床）。虽然雷达测绘仪配备了测高仪用于测量地平高度，但在通常情况下，雷达观测还是无法分辨类似于河谷这样大小的地貌特征。

       当然，常见的解决办法是把性能更好的探测仪器发到泰坦上去。行星科学家为此已经提出好几个探索项目：绕泰坦飞行的轨道卫星，在泰坦大气中漂浮数年的热气球，在泰坦的湖中放一艘船，漂浮30天以采集数据。

      虽然，美国宇航局因为经费削减的缘故把行星探索项目推迟到下一个十年，他们却并不阻止这些项目的进行。反倒是行星科学家们认为目前的技术条件还未发展成熟，无法实现预定的方案，根本没把构想的探测项目列入2011年的项目建议书。不过，行星科学家们并没有因此中断工程设计工作，他们只是想等到下一个十年再申请项目经费。

     卡西尼号将于2017年结束它的任务。届时，美国宇航局将操控它飞入土星的大气。在被逐渐增大的气压压垮之前，它仍将在土星的大气中为我们采集最后一批数据。

                               
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照片里，叠加在土星环的侧影和厚重大气之上的正是泰坦。2012年5月6日，在距离泰坦778000公里处，卡西尼号的成像科学子系统拍摄了这幅真彩照片。（图片来源：NASA/JPL-CALTECH/SSI）

     在卡西尼号之后，研究泰坦地表的科学家们将再无探测器可用。他们恐怕要再等上几年，甚至可能几十年，才能等到一个新探测器重返泰坦。而在那之前，泰坦的河流将继续被浓雾大气遮挡，不复出现在我们的视野中。
  

土卫六上观测到神秘闪光：或为海洋波涛

不过，正如巴内斯在大会上座报告时所说的那样：“但不要急着计划去土卫六冲浪，因为那里的浪高还不到2厘米，而且那里的温度大约是零下180摄氏度。”

　　另外，这项发现还没有得到最后的证实，仍然存在其他可能的解释，比如这里可能并不是液体表面，而是一片泥滩。这些可能性目前都还无法完全排除。

NASA宣布土卫二冰层下发现海洋
http://tech.qq.com/a/20140404/013280.htm

腾讯科学（罗辑、乔辉）据美国宇航局（NASA）网站报道，“卡西尼”土星探测器发现了“土卫二”冰层之下存在大型海洋的证据，科学家将进一步对其进行研究，这里很能是一个潜在的外星微生物“家园”。

早在2005年，“卡西尼”土星探测器就发现在靠近“土卫二”南极的区域存在水蒸气和冰物质喷涌等现象。2010年至2012年，“卡西尼”探测器曾3次飞掠“土卫二”，在此期间发现了该星球的南极区域存在重力异常。

经过数据分析，科学家现在认为那里的冰层之下存在着海洋，面积相当于苏必利尔湖，深度接近10公里，上方冰层的厚度为30至40公里。该发现刊登在了4月4日的《科学》杂志上。该发现令科学家感到非常兴奋，因为那里很有可能存在地外微生物。

“土卫二”是1789年由天文学家威廉·赫歇尔发现的，它是土星的第六大卫星，直径超过500公里。

无独有偶，木星的卫星“木卫二”（欧罗巴）的冰层之下也拥有巨大的液态海洋。因此，这两颗星球的海洋中都拥有孕育微生物形态地外生命的条件。

hkhtg090201 发表于 2014-3-6 22:39
泰坦上有液态甲烷在流动吗？   

     

原文：http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-10469-1.htm
转发时加上链接吧

本帖标题可否改为“土卫六泰坦科学发现专贴”？

惠更斯号降落土卫六
每日一天文图，2015年1月16日
http://www.skylook.org/apod/ap150116.html
http://apod.nasa.gov/apod/ap150116.html

                               
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说明: 由前往土星的卡西尼号所搭载的欧洲航天局惠更斯号探测器，在10年前(2005年1月15日)降落在这颗带有光环的行星最大的卫星上。这些图片所呈现的鱼眼镜头影像，是探测器在浓密的土卫六大气中用降落伞缓慢垂降时所拍摄。这些由探测器的降落相机/辐射光谱计所记录的影像，摄影高度介于6公里(左上)至200米(右下)，所呈现的土卫六表面特征涵盖暗沟、冲积平原和明亮山脊等结构，意外地酷似地球表面。不过在温度摄氏负190度的环境里，土卫六表面流淌的液体是甲烷和乙烷等碳氢化合物而不是水。在完成离地球最远的航天器降落之后，惠更斯号回传了超过1小时的资料。惠更斯号的数据和卡西尼号长达10年的探测指出，土卫六是颗迷人的卫星，上面有大量的有机化合物，多变的地貌、湖泊、海洋，表面之下可能有液态水的海洋。
翻译：天文实验室(成功大学 物理学系；苏汉宗)

再补充一个类似的图

Aerial Views of Titan Around the Huygens Landing Site

YouTube有个“惠更斯”号EDL的视频，就是上图的视频版

Huygens Descent Imager


丰富的图示，详尽的参数。参数党的最爱！！

@wsl2005  是不是可以把这个视频搬运过来？

“惠更斯”号提供的表面照片太少了，天线出了问题？
铜球视频。

topzdx 发表于 2015-1-17 23:04
“惠更斯”号提供的表面照片太少了，天线出了问题？
铜球视频。

两方面原因，一是“惠更斯”号用的是LiSO2原电池，着陆之后很快就没电了，二是照相机自身不能旋转，在空中只能跟随探测器一起旋转，落地之后视野就固定了

视频上面的链接就有，需要翻墙

NASA计划2040年代前将潜水艇送入土卫六海洋

1、继向火星上发送探测器后，美国航空航天局计划将潜水艇送往土星卫星。据宇航局制定的纲要计划，这个庞然大物将于2040年登陆。图为潜水艇的外形想象图。

据英国《每日邮报》2月10日消息，继向火星上发送探测器后，美国航空航天局(NASA)计划将潜水艇送往土卫六泰坦。据宇航局制定的纲要计划，这个庞然大物将于2040年登陆土卫六。

作为外太阳系中唯一一个表面拥有液态湖泊与海洋的星球，土卫六在科学家的眼中显得更为神秘。其表面液体主要以液态碳氢化合物为主，不过现在科学家们更好奇这层也液体之下究竟是何物。

据悉，潜水艇将前往克拉肯海(Kraken Mare)。克拉肯海是土卫六北部最大的海洋。占地约15.4万平方英里(40万平方公里)，约有300米深。

据悉，潜水艇重达1吨(2200磅)速度为1m/秒(3.6km/h)，采用传统电力推进，任务历时约为90天左右。

鉴于土卫六内部空气以氮气、甲烷为主，温度在零下290华氏度(零下179摄氏度)左右，潜水艇将配备1千瓦的发射热纯银发电机，推动潜水艇并防止机械冻僵。

宇航局计划使用有翼航天飞船。在以特超音速，成功进入卫星大气层后，释放潜水艇，使其坠落到海洋底部。

如果克拉肯海的深度与预想中的相似的话，那么液压将会把压仓器中的氮气压缩为液体，从而使潜水艇下沉。同时，宇航局称，潜水艇内还将设有活塞，可以使液体得以进出，避免过度依赖气压。

潜水艇将以寻找有助于理解生命起源的化合物的踪迹为主。宇航局发言人称，“我们将研究土卫六海洋现象的全波段光谱、表层以及次表层流的液体成分、在潮汐，风，波浪的共同作用下，如何汇合又是如何分层的、并对海洋深度进行测量以及对海底的特性及成分进行研究。”

而在美国航空航天局公布的设计方案中还有许多其他有趣的建议，如：

日球顶层静电快速运输系统，Herts：便于外太空执行任务的概念推动器。Herts是一种通过电线自航天器本身伸出30千米左右的系统，主要用于吸收太阳能。推动速度可达700km/s从太阳出发，若以全速运行，仅用1年便可到达海王星。




2、潜水艇重达1吨（2200磅）速度为1m/秒（3.6km/h），采用传统电力推进，任务历时约为90天左右。图为潜水艇执行任务时的想象图。



3、如果克拉肯海的深度与预想中的相似的话，那么液压将会把压仓器中的氮气压缩为液体，从而使潜水艇下沉。同时宇航局称，潜水艇内还将设有活塞，可以使液体得以进出，避免过度依赖气压。



4、潜艇的前进速度大约为每秒一米，即每小时3.6公里，任务目的是寻找土卫六上的化合物痕迹，科学家希望能够通过这项研究发现了解生命是从何开始的。美国宇航局研发的这艘土卫六潜艇可能要到2040年才能前往土卫六进行探索。到时候可能会采用核动力，通常是用放射性同位素钚-238衰变提供能量。



5、图为克拉肯海。克拉肯海是土卫六北部最大的海洋。占地约15.4万平方英里（40万平方公里），约有300米深。



6、该潜艇还会携带1千瓦的斯特林发电机，确保推进系统不会被冻坏。根据科学家的设想，土卫六潜艇可以利用其“洋流”前进，土卫六上的液态物质循环一次大约16个地球日。如何让潜艇在液态烃海洋中自由行使和上浮下沉是个技术难点，不过到了2040年，或许我们的科技会更加发达，能够提供更高性能的材料。

http://sn.people.com.cn/n/2015/0213/c190218-23897787-6.html