土卫二南极发热功率达158亿瓦:堪比20座火电站
2011年03月11日 07:42新浪科技新浪科技http://i3.sinaimg.cn/IT/2011/0311/U5385P2DT20110311074059.jpg
这张图表采用的数据来自卡西尼探测器。显示土卫二南极释放热量的功率远高于科学家们先前的估算
新浪科技讯 北京时间3月11日消息，根据美国宇航局喷气推进实验室官方网站报道，近期通过对该机构所属卡西尼探测器所收集数据进行的进一步分析，科学家们发现土星的一颗卫星：土卫二(Enceladus)南极地区的产热功率可能远大于先前认为不可能的数值。有关这一研究的论文报告已经发表在了3月4日出版的《地球物理学研究杂志》。
土卫二南极地区遍布裂谷，并正向外释放大量的热量。根据卡西尼飞船搭载的合成红外光谱仪(CIRS)获取的数据，研究人员发现这里向外散热的功率约为158亿瓦特，这大约相当于美国黄石国家公园中热泉产热功率的2.6倍，或者20座火力电站的总功率。根据卡利·霍维特(Carly Howett)的说法，这比先前科学家们的估计高出了一个数量级。霍维特是一位在美国宇航局西南研究所工作的博士后研究生，是合成红外光谱仪设备科学组成员。
他说：“产生如此高的产热率的内在机制目前还不明了，但是它确实对现有有关其长期产热机制的模型提出了挑战。”
有关土卫二南极地区处于地质活跃状态的发现始于2005年，现在已经确认这些地质活动大都集中于4条几乎相互平行的狭长裂谷附近。这几条裂谷平均延伸超过130公里，宽约2公里，因为从太空看上去很像老虎的花纹，被科学家们戏称为“虎斑地区”(tiger stripes)。卡西尼的考察还发现从这些裂隙中不断喷出大量冰晶和水汽。这些物质不断抛入太空，形成壮观的“太空温泉”。测量还显示，由于地热上涌，这些裂隙地区的温度要略高于周边。
而随后于2007年进行的一项研究显示，假设土卫二的内部热源主要来自与另一颗土星卫星：即土卫四(Dione)的轨道共振引发的潮汐能，那么从长期来看，其平均释热功率应当不超过11亿瓦特。而考虑土卫二内部的放射性元素衰变产生的热量，也仅能提供额外的约3亿瓦特热量。
而最近的这次研究，参与的成员还包括另一位宇航局西南研究所合成红外光谱仪小组成员约翰·斯潘塞(John Spencer)，以及宇航局戈达德空间飞行中心的约翰·佩尔(John Pearl)和马西·瑟古拉(Marcia Segura)。他们所用的数据获取于2008年，覆盖了整个土卫二南极附近区域。
对于这种超量的热流功率，一种可能的解释是，由于土卫二的轨道比较特殊，在土星和土卫四的共同作用下，其轨道会发生周期性的改变，从而导致周期性的热流功率上下起伏。这就意味着卡西尼飞船非常幸运，在观测期间正好赶上了土卫二的热流功率峰值期。霍维特表示：这次的新发现再次大大增加了土卫二内部存在液态水的可能性。
最近，科学家们发现土卫二南极喷发出的一部分冰晶物质富含盐分，很有可能是土卫二地表以下海洋中的海水与富含矿物质的岩石内核接触后形成的。假设土卫二固体岩石内核，以及表面的冰封固态外壳之间存在一层液态水海洋，或仅仅在南极地区存在一个“南极海”，那么这都将大大增加其由于潮汐作用产生的热量，因为易流动的液态水将大大增加潮汐作用引发的起伏摩擦。
霍维特说：“这里存在液态水的可能性，潮汐产能的机制，以及在喷流中检测出的有机物(富碳物质)，都让土卫二成了天体生物学家们非常感兴趣的目标。”
卡西尼-惠更斯探测器项目是美国宇航局，欧洲空间局以及意大利航天局三方合作的产物。其中由欧洲负责设计制造的惠更斯号着陆器于2005年1月14日成功登陆土星最大的卫星——土卫六，创造了人类有史以来登陆的最远记录。
喷气推进实验室(JPL)为美国宇航局科学任务董事会管理整个项目，并负责卡西尼飞船的设计、开发和制造。合成红外光谱仪(CIRS)小组率属于宇航局戈达德空间飞行中心，该机构总部位于马里兰州，他们制造了CIRS设备。(晨风)
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