类似死星的月亮隐藏着另一个史诗般的秘密

类似死星的月亮隐藏着另一个史诗般的秘密

太阳系可能比我们想象的还要潮湿。

对土星一颗卫星的新分析表明,它可能拥有液态海洋。不,不是通常的嫌疑人——新的罪魁祸首是土卫一,一个有大陨石坑的小月亮,这使它与《星球大战》中的“死星”有着短暂的相似之处。

根据一项新的研究,月球表现出并被天文学家检测到的轻微、奇怪的摆动可能是内部海洋液体的结果。

如果是这种情况,土卫一将加入其他太阳系卫星,如欧罗巴和土卫二,属于“IWOWs”(内部水海洋世界)类别。但如果是这样,它是一种我们以前从未见过的 IWOW,扩大了我们对可能性的理解。

西南研究所的地球物理学家 Alyssa Rhoden 说: “由于土卫一的表面有很多陨石坑,我们认为它只是一块冰冻的冰块。”

“IWOW,例如土卫二和欧罗巴,往往会断裂并显示出其他地质活动迹象。事实证明,土卫一的表面在欺骗我们,我们的新认识极大地扩展了我们太阳系中潜在可居住世界的定义,并且超过。”

在地球上,生命主要依靠阳光生存,但也有少数地方有机体可以在完全黑暗的环境中茁壮成长。

海洋底部是其中之一,聚集在热液喷口周围,从地球内部释放热量和营养物质。在这里,生命不依赖于光合作用,而是依赖于化学合成,利用化学反应合成食物。

当木星的卫星欧罗巴和土星的卫星土卫二被发现在它们冰冷的外壳下藏有液态海洋时,这与我们寻找外星生命有关。

卫星深处的地质活动,由与各自行星的引力相互作用引起的潮汐拉伸和拉动驱动,产生足够的热量来防止地表以下的水结冰。

然而,土卫一似乎并不属于这组卫星。它比土卫二更接近土星并且有一个更偏心(椭圆)的轨道,这意味着它应该经历更强的潮汐;但它的活动性远低于土卫二。

这让科学家们得出结论,土卫一可能是冻成固体的,因此不太容易变形。

但是,土星探测器卡西尼号探测到它的振动或物理“摆动”的棘手问题仍然存在。如果土卫一是坚实的,它不应该以同样的方式摇摆。

月球的平动表明它要么有一个分化的核心,要么有一个液态的海洋——这阻止了核心与表面的刚性连接,从而允许后者四处移动。

罗登和她的团队想要调查液态海洋的可能性。他们需要解决从月球内部产生和消散足够热量的问题,以使月球内部的水保持液态,同时仍保持非常厚的冷冻外壳。

“大多数时候,当我们创建这些模型时,我们必须对它们进行微调以产生我们观察到的东西,” Rhoden 解释道。“这一次,内部海洋的证据刚刚从最真实的冰壳稳定性场景和观察到的振动中弹出。”

根据他们的模型,土卫一的冰壳厚度在 24 到 31 公里(15 到 20 英里)之间,在其下有一个全球海洋旋转。由于土卫一的直径只有 396 公里(246 英里),因此比较厚;土卫二的冰壳范围在5 到 35 公里之间,直径为 513 公里。

研究小组还发现土卫一表面的热流可能对任何给定区域的冰层厚度非常敏感。未来的探测器应该能够在土卫一和其他 IWOW 上直接测量这一点。

最后,模型表明,除了液态海洋外,土卫一还有一个分化的核心。这与我们之前的土卫一演化模型相矛盾,因为月球的早期分化本应产生与今天截然不同的轨道。这使得土卫一可能对进一步的研究和探索非常感兴趣。

“尽管我们的研究结果支持土卫一内现今的海洋,但要将月球的轨道和地质特征与我们目前对其热轨道演化的理解相协调是一项挑战,”罗登说。

“评估土卫一作为海洋卫星的地位将为它的形成和演化模型提供基准。这将有助于我们更好地了解土星环和中等大小的卫星,以及潜在可居住的海洋卫星的普遍性,特别是在天王星。土卫一是一个引人注目的继续调查的目标。”

该研究已发表在《伊卡洛斯》上。

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