【星协】土卫七: 有古老陨石坑的卫星

来源: 土卫七是太阳系中最大的一颗高度不规则(非球形)天体。比土卫八稍大一些,但差不多是个球体。看起来土卫七像是一颗大星体的碎片,大星 发布时间:2023-03-17 13:29:30
      土卫七是太阳系中最大的一颗高度不规则(非球形)天体。比土卫八稍大一些,但差不多是个球体。看起来土卫七像是一颗大星体的碎片,大星体因在远古时期的碰撞而碎裂。是土星一颗较小的卫星,它每23.3天绕土星一周,距土星1481000公里,位于土卫六和土卫八轨道之间。它是外形不规则的天体,其大小为410公里×260公里×22公里。具有较高的反照率(30%),这说明它表面为冰霜所覆盖。【星协科普】
土卫七(Hyperion)是土星的较大卫星之一,它在离土星比最大卫星--土卫六更远(它们的轨道半径比约1.6)轨道上、约21.3天绕土星转一圈。由于土卫七轨道偏心率大(0.03)而受土星和土卫六的引力在变化,造成它的自转周期经常变化,这在太阳系所有卫星中是很特殊的。土卫七大致近似于三轴长360×280×225公里的椭球,质量为800万亿吨。它的形状很不规则,这是严重陨击造成的。它的表面显得最古老,陨击坑累累,最大陨击坑的直径约120公里、深10公里。其表面布满蜂窝状坑体,看起来像是一个巨大的榴莲。据《新科学家》杂志近日报道,"卡西尼"号探测器最近在飞越土卫七时发现了一种奇特的现象---这颗土星的卫星并没有一个持续不变的旋转轴线。在"卡西尼"号之前,"旅行者"号探测器也曾拍摄过20余幅土卫七的照片,不过由于距离太远,当时科学家们未能从中发现该卫星的独特运行形态。土卫七怪异的陨石坑到底藏着什么?为了找出这问题的答案,以前曾绕行土星的无人航天器卡西尼号,近距离掠过这颗具有海绵纹理的卫星,并拍下一些前所未见的高解析图像。组合自2005年飞跃越时拍下的6张图片、并以具有科学意涵的色彩上色的这幅主题图像,清楚呈现了这颗到处都是怪异陨石坑与海绵状表面的古老天体。在大多数陨石坑的底部,则藏着某种成分不明的暗红色物质。这些物质看来和覆盖另一颗土星卫星-土卫八(Iapetus)部分表面的物质相似,而或许是这种物质吸收致热阳光的效率较高,所以才沉入这颗冰卫星。土卫七的大小约为250公里,自转周期混乱,而且密度很低,所以内部可能藏着广大的洞穴系统。

天文学家们到目前仍不清楚,土卫七是否是其他某一天体遗留下的残骸。在学者们看来,土卫七就像是太阳系中最大的一块"宇宙碎片",不过,由于其附近缺乏其他零碎的"细节",现在还无法弄清楚其到底是如何形成的。这颗长度为360千米、厚度约225千米的卫星上布满了大小不等的陨石坑,照射到其表面的阳光中只有四分之一会被反射回宇宙空间,因此其亮度较低,很难从地球上对其进行精确观测。【星协科普】

卡西尼号飞船从土卫七近旁飞过,首次揭示土卫七的表面细节,显示出在杯状的陨击坑内填充有碳氢化合物。这可以表明,在我们的太阳系更广泛地存在着生命所需的基本化合物。

在卡西尼飞船拍摄的土卫七图像上,叠加两部分区域的物质成分图。蓝色表示最暴露的水冰。红色表示"干冰"(即,二氧化碳冰)。品红色表示水加二氧化碳混合。黄色为二氧化碳与未证认物质混合。

卡西尼飞船在2005年9月从土卫七近旁飞过时,用多种仪器探测它的秘密,拍摄到其表面的陨击坑等特征,发现了水冰和干冰及有碳氢化合物光谱特征的暗物质,绘制表面物质分布图。

行星科学家柯雷萨恩克(Dale Cruikshank)说,特别有趣的是土卫七上存在碳氢化合物。在彗星、陨石和银河系的尘埃中都发现有碳原子和氢原子的化合物。这些分子掺合到冰中和暴露于紫外光下,就形成有生物意义的新分子。但这不就意味找到了生命,而是进一步指明,宇宙中广泛地存在着生命所需的基本化合物。

卡西尼飞船上的紫外、可见光和红外摄像光谱仪拍摄了土卫七表面细节,可以绘制矿物和化学特征分布图,证实了以前从地球上观测土卫七存在冻结水的发现。而且又发现干冰跟普通水冰以非预料方式的混合。在土卫七表面最亮区域的像显示跟地球上类似结晶的冻结水。柯雷萨恩克解释说,土卫七表面的冰是冻结水与有机物尘埃的混合物,而干冰也很显著。【星协科普

飞船探测土星的其它卫星以及木星的卫星--木卫三木卫四都说明,二氧化碳分子是"复杂的",或以多种方式附着于其它表面物质。柯雷萨恩克说,我们以为普通二氧化碳要很长时间才从土星的卫星表面蒸发,但当它们附着于其它分子时就更稳定得多。

卡西尼飞船科学家韩德里克斯(Amanda Hendrix)说,飞越土卫七更显示卡西尼飞船的多波段仪器的能力,这是第一次对土卫七进行紫外探测,告诉我们这颗迷惑卫星的化学差异。

科学家还介绍说,土卫七上有冰冻水与此前地面观测的结果是一致的。新观测进一步发现,土卫七冰冻水虽然像地球上的冰冻水一样呈晶体形态,但大多与有机粉尘混合形成"脏冰",而且干冰与"脏冰"以一种奇特的方式混杂在一起。

土卫七上干冰的成分也不纯,其二氧化碳分子以某种化学组合方式与其他分子结合在一起。此前对土星其他卫星以及木星卫星的探测也发现,这些卫星上的二氧化碳分子的确不纯,很多都与卫星表面的其他物质以不同方式相结合。克鲁斯汉克认为,与其他分子相依附可能使二氧化碳分子更加稳定,否则在土卫七长时期的演进过程中,二氧化碳分子可能早就蒸发殆尽了。科学家认为,对土卫七表面成分的新分析结果将有助于理解这颗土星卫星的起源以及在长达45亿年中的演进历程。

来自美国航空航天局艾姆斯氏实验中心和天文学家德尔·克鲁克沙克(音,Dale Cruikshank)称,"从照片上看,土卫七表面的这些孔的底部一片黑暗,无法判断其内部的结构,这一点与土卫八和土卫九的部分地区结构非常相似。最让人感兴趣的是在土卫七上发现了碳氢化合物。'卡西尼'号探测器传回的数据显示,土卫七表面含有冰水和干冰(固体二氧化碳),这些干冰以很特别的方式与普通冰混合在一起,这些地区的冻水以晶体的形式存在,与地球上的很相似。当这些冰冻分子暴露于紫外线下时,会形成具生物学意义的新分子。虽然这并不表示我们已经在地球外发现了生命,但是它更进一步地显示了生命所需的基本化学物质在宇宙中是广泛存在的。"【星协科普