插图显示卡西尼号宇宙飞船正在调查土卫六，背景是土卫六的母星土星（图片来源:NASA/Robert Lea）
七年前，美国国家航空航天局的卡西尼-惠更斯号宇宙飞船坠入土星附近的气态巨行星，也许它已经结束了长达20年的土星探索任务，但它仍在提供科学成果。
利用卡西尼号收集到的雷达数据，康奈尔大学的天文学家收集到了土星最大卫星土卫六液态海洋的最新信息。例如，碳氢化合物包括甲烷和乙烷等化学物质。
研究小组能够分析位于世界北极附近的土卫六海域的成分和 “粗糙度”。研究人员发现了平静的甲烷海，海中潮汐流动平缓。这不仅是之前对土卫六海域的研究未能发现的，也为今后研究太阳系海洋卫星奠定了基础。
卡西尼号用于发现这些新发现的数据是通过 “弹道雷达 ”收集的，即航天器将无线电波束瞄准土卫六，然后反射到地球上。
这就是土卫六表面反射的偏振效果，它提供了两个不同视角的视图。标准雷达看到的是反射回卡西尼的信号，只能提供单一视角。
团队成员、康奈尔天体物理学和行星科学中心（CCAPS）研究员瓦莱里奥-波吉亚利（Valerio Poggiali）在一份声明中说:"主要区别在于，双稳态信息是一个更完整的数据集，对反射表面的成分及其粗糙度都很敏感。
土星卫星内部示意图，包括其深海。(图片来源:A. D. Fortes/UCL/STFC)卡西尼号 "于 1997 年 10 月 15 日发射升空，之后历时七年才到达土星系统。2017 年，NASA 让卡西尼号与土星相撞，以防止飞船最终撞上这颗气体巨行星的 146 颗已知卫星之一。
Poggiali及其同事使用的弹道雷达数据是卡西尼号在2014年5月17日、6月18日和10月24日四次飞越土卫六期间收集的，之后在2016年11月14日再次飞越土卫六。每次弹道雷达数据集都是在卡西尼号最接近土卫六时看到其表面反射，然后在远离土卫六时再次看到其表面反射。
研究人员检查了对土卫六三个极地海洋的观测: 克拉肯海区、莱姬亚海区和彭加海区。他们发现，碳氢海洋表层的成分取决于位置和纬度。尤其是克拉肯海区最南端的表层物质反射雷达信号的效率最高。
卡西尼号太空船看到的土星最大的卫星坦。(图片来源:NASA/JPL-Caltech/空间科学研究所）卡西尼号观测到的土卫六的三个海域似乎都很平静，航天器看到的波浪约为3.3毫米。在碳氢化合物海与海岸交汇的地方，波浪的高度仅上升到 5.2 毫米，这表明存在微弱的潮汐流。
Poggiali补充说:"我们还有迹象表明，注入海洋的河流在流入开放的液态海洋之前都是纯甲烷，而开放的液态海洋则富含乙烷。“这就像在地球上，淡水河流入海洋并与海洋的咸水混合一样。”
研究小组表示，这一发现符合土卫六卫星的气象模型，该模型预测土卫六上降下的雨水主要是甲烷，还有少量乙烷和其他碳氢化合物。
Poggiali补充说，研究小组正在继续使用卡西尼号在研究土卫六的13年中产生的数据。“他总结说:"还有大量数据等待我们去全面分析，以便有更多的发现。“这只是第一步。
研究小组的研究成果于本周二（7月16日）发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上。
热门跟贴