挑战液态海洋共识：NASA研究称土卫六含太阳系最大“冰沙”

IT之家 12 月 19 日消息，根据美国宇航局（NASA）喷气推进实验室（JPL）团队 12 月 17 日在《自然》（Nature）上发表新研究，认为土卫六（Titan）内部并非此前认为的全球性液态海洋，而更像是一杯巨大的“冰沙”，并且可能是太阳系中最大的“冰沙”结构。

自 2008 年以来天文学的共识之一，就是这颗被甲烷笼罩的卫星在冰壳下隐藏着巨大的全球性液态海洋。不过研究人员重新分析卡西尼号（Cassini）探测器的数据，提出土卫六的内部结构更类似于地球的极地海域，由深厚的冰层和泥状冰（含水冰泥）组成，而非自由流动的液态水海洋。

这张由卡西尼号探测器拍摄、美国宇航局于 2006 年 3 月 12 日提供的照片显示了土星的两颗卫星：较小的土卫八（Epimetheus）和被雾霾笼罩的土卫六（Titan），土星的 A 环和 F 环横跨画面。图源：美国宇航局

JPL 研究员兼论文第一作者 Flavio Petricca 表示，土卫六的海洋可能在过去已经冻结，或者其水圈正处于完全冻结的演变过程中。

科学家得出这一结论的关键，在于精密计算“潮汐锁定”现象。IT之家援引博文介绍，土卫六被土星潮汐锁定，始终以同一面朝向土星。土星强烈的引力会拉扯土卫六表面，让其产生高达 30 英尺（约 10 米）的变形隆起。

这张由美国宇航局提供的图片显示，2017 年 6 月 9 日，卡西尼号探测器拍摄到土卫六（泰坦）夏季天空中漂浮着明亮的甲烷云，北极周围聚集着深色的碳氢化合物湖泊和海洋。图源：美国宇航局

研究团队通过改进数据处理技术，精确测量了引力峰值与土卫六表面隆起之间的时间差。Petricca 指出，如果土卫六内部是液态海洋，这种变形效应本应立即发生；然而数据显示存在长达 15 小时的滞后。这一物理现象有力地指向了一个结论：其内部是由粘稠的泥状冰构成的，而非流动性强的液体。

艺术家描绘的卡西尼号飞掠土卫六的场景。图源：美国宇航局

计算机模型进一步揭示了土卫六可能的内部构造。数据显示，其表层冰壳厚度约为 100 英里（170 公里），下方覆盖着延伸至 340 英里（550 公里）深处的泥状冰层和水层。

值得注意的是，这些深层结构中可能散布着深度达 250 英里（400 公里）的液态水囊，其水温最高可达 68 华氏度（20 摄氏度）。

华盛顿大学的 Baptiste Journaux 强调，尽管环境呈泥泞状，但这种“近熔融环境”仍为地外生命的存在提供了合理依据，大自然在创造生命形式（尤其是微生物）方面的创造力往往超出人类想象。

这一新理论并非没有争议。曾利用卡西尼号数据推测土卫六存在隐秘海洋的罗马萨皮恩扎大学研究员 Luciano Iess 对此持保留态度。他认为现有证据尚不足以将土卫六从“海洋世界”家族中除名，但承认该发现将引发新一轮讨论。

土星目前拥有 274 颗卫星，是太阳系的“卫星之王”。为了彻底揭开土卫六的内部谜团，NASA 计划在 2030 年前发射“蜻蜓”号（Dragonfly）旋翼机探测器，届时将为这场关于“海洋还是冰泥”的争论提供最终答案。