雷达研究强调了土星卫星泰坦上的碳氢化合物海洋

　　

　　 华盛顿:

　　美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船探索了土星及其冰冷的卫星，包括雄伟的土卫六，于2017年以坠向这颗巨大的环行星而结束了它的任务。但卡西尼号在13年的土星系统观测中收集到的大量数据中，有一些直到现在才得到全面研究。

　　卡西尼号的雷达观测为土卫六表面的液态碳氢化合物海洋提供了有趣的新细节。土卫六是我们太阳系的第二大卫星，也是寻找地外生命的兴趣所在。

　　土卫六被一层类似雾霾的橙色薄雾笼罩着，是除地球之外唯一一个表面上有液态海洋的世界，尽管它们不是由水组成的，而是由氮和有机化合物甲烷和乙烷组成的，后者是天然气的成分。

　　这项研究涉及土卫六北极附近的三个海洋:最大的海克拉肯海，面积与欧亚大陆的里海相当;丽姬亚湖，面积第二大，与北美的苏必利尔湖相当;和蓬加海，大致相当于非洲的维多利亚湖。

　　研究发现，这些海洋的化学成分——富含甲烷还是富含乙烷——因纬度而异。该研究还记录了海面波纹的范围和分布，表明了活跃的潮汐流和河口附近的粗糙度增加。

　　泰坦宽3200英里(5150公里)，是太阳系中仅次于木星的木卫三的第二大卫星，比水星还要大。土卫六和地球是太阳系中仅有的两个液体从云层中落下，以河流的形式流入表面的海洋和湖泊，然后蒸发回天空，再次开始水文过程的星球。

　　在地球上，雨水从云层中落下。在土卫六上，由于气候寒冷，云层喷出了甲烷——这是地球上的一种气体——以液态形式存在。

　　康奈尔大学工程师、行星科学家瓦莱里奥·波吉亚利(Valerio Poggiali)说:“土卫六确实是一个类似地球的世界，它有着各种非常熟悉的表面形态，这些形态是由在致密氮大气中运行的以甲烷为基础的水文系统形成的。”他是周二发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的这项研究的主要作者。

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　　液态碳氢化合物的海洋和湖泊点缀着极地地区的表面，尤其是北极地区。由降水形成的河道流入这些海域，形成河口，在某些情况下形成三角洲。”

　　卡西尼号的数据表明，这些河流携带着纯液态甲烷，然后混合到富含乙烷的海洋液体中，就像地球河流中的淡水混合到咸水海洋中一样。

　　“土卫六的海洋受到土星巨大引力的牵引，就像我们的海洋一样，它的一些海岸线上的潮汐差可能在一英尺(30厘米)左右。约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家和研究合著者拉尔夫·洛伦兹说:“因为潮汐周期——土卫六的一天——很长，有16个地球日，潮汐周期很慢，所以潮流通常很弱。”

　　这项研究使用了卡西尼号飞越土卫六时收集的“双基地”雷达数据，2014年三次，2016年一次。卡西尼号将无线电波束对准土卫六表面的目标，然后将其反射到地球上的接收天线上。这比普通的卡西尼“单站”雷达提供了关于反射表面组成及其粗糙度的更丰富的信息，卡西尼“单站”雷达将无线电信号从目标反射回原点。

　　“这可能是卡西尼号航天器留给我们的最后一个未被触及的数据集，”Poggiali说。

　　土卫六拥有被认为可能适合生命存在的环境条件。例如，土卫六上似乎有一个巨大的地下液态水海洋。

　　“土卫六大气中产生的重有机分子是自然界的益生元吗?”Poggiali问道，他指的是可能导致生命形成的化学反应。“所有这些有机物质都曾与液态水接触过吗?我们相信，类似的相互作用可能导致了地球上生命的起源，产生了能够产生能量或存储信息的分子。“维