對人眼來說,土星土衛二的衛星看起來比較樸素。 然而,將波長從光學移開,土衛二開始看起來更有趣,正如新影像充分證明的那樣。
儘管土衛二的表面佈滿深深的裂縫和峽谷,土衛二在其他方面看起來相當均勻,有一個閃閃發光的白色冰殼,就像太空中的一個巨大的雪球。
天文學家發現,在紅外線波長範圍內,整個地球上的大部分冰都存在。月亮這是新鮮事,表明可能存在全球內部活動,使月球重新浮出水面。
我們已經知道土衛二不一定是個安靜的地方。 2005年,卡西尼號土星探測器發現鹹水羽流從月球南極的四個巨大的平行裂縫中射出,綽號“老虎條紋”。 卡西尼號繼續前往繪製超過 100 個間歇泉的地圖在虎紋骨折處。
這些裂縫是由月球上的潮汐力當它繞著土星運行偏心軌道。 這顆行星牽引和拉伸土衛二,引起內部加熱和地熱活動,並在南極表面的冰上產生裂縫。 間歇泉從內部噴出水,透過內部加熱保持液態; 這些水噴灑到表面並凍結,形成新的冰層。
因此,在由卡西尼號視覺和紅外線測繪光譜儀 (VIMS) 新重新分析的資料產生的紅外線影像中,太空船的任務2017年9月結束,但它的遺產仍然存在——預計你會發現與新鮮冰一致的光線,反射出老虎條紋周圍的區域。
(NASA/JPL-加州理工學院/亞利桑那大學/LPG/CNRS/南特大學/太空科學研究所)
果然,這些高度詳細的圖像是根據 23 次近距離飛越而編制的,顯示出持續的表面重建。 你可以在上圖中看到它,你可以在這裡探索互動世界- 老虎條紋周圍的亮紅色區域表示結晶冰的光譜特徵,其中分子排列成整齊的、重複的幾何晶格; 它反射紅外光的方式與非晶冰不同,非晶冰具有無序的雜亂分子。
這很重要。 地球上幾乎所有的天然冰都是結晶的,但我們在太空中偵測到的幾乎所有冰都是無定形的。 這是因為太空中的溫度往往非常低,在非常低的溫度下,水分子會碰撞並凍結到位。
另一方面,結晶冰顯示水相對溫暖,高於約 110 開爾文 - 即使在凍結後,分子仍保留足夠的熱能以轉變為晶體結構。 因此,當您在太空中看到結晶冰時,您可以對其熱歷史做出某些推論。
土衛二表面的冰大部分都是結晶的,但結晶度的水平很重要。 如果我們發現冰比周圍的冰更結晶,我們可以假設它是由較溫暖的水形成的 - 例如通過虎紋中的間歇泉從內部新鮮噴出的冰和水。
但這還不是全部。 法國南特大學 Rozenn Robidel 領導的團隊做了什麼不是預計會發現廣泛分佈在土衛二星球上的結晶冰的光譜特徵,包括沒有老虎條紋的北極。
這項意外的發現表明,兩個半球都發生了地質活動,北半球也經歷了與南半球類似的表面重建,儘管機制可能不同——地殼更漸進的破裂。
由於此類活動很可能與海底熱點有關,而此類熱點的壽命很可能只有幾百萬年,這使我們能夠推斷這些地區地表的年齡。
南特大學的天文學家加布里埃爾·托比說:“紅外線向我們顯示南極表面很年輕,這並不奇怪,因為我們知道那裡有噴流噴射冰物質。”
「現在,多虧了這些紅外線眼睛,你可以回到過去,說北半球的一大片區域看起來也很年輕,並且可能在不久前在地質時間軸上很活躍。”
團隊計劃將他們的分析技術應用於即將到來的 Juice 和 Europa Clipper 任務中獲得的數據,看看他們能學到什麼木星的冰冷衛星木衛三和木衛二。
該研究發表於伊卡洛斯。