地下海洋隱藏在土星衛星冰層之下

水肺潛水員請注意：土星的衛星上有一個地下海洋等著您。 天文學家首次測量了冰雪覆蓋的土衛二衛星上的地下海洋的深度和範圍。 這些發現支持了地下水庫為月球冰間歇泉提供水源的觀點，並提出了有關土衛二是否適宜居住的問題。

長期以來，天文學家認為500公里寬的土衛二是一個一成不變、死氣沉沉的世界。 但2004年抵達的卡西尼號太空船發現了一顆活躍的衛星。 間歇泉透過遍布南半球的裂縫噴射鹹水冰顆粒。 裂縫隨著土星潮汐的節奏而擴大和收縮（SN 線上：2013 年 7 月 31 日）。 熱量從月球內部透過裂縫湧出。 將這些特徵放在一起，許多天文學家懷疑冰層下方潛藏著液態水海洋。 但這些懷疑是基於對月球表面的觀察。

為了一窺土衛二的內部情況，羅馬第一大學的航空航天工程師盧西亞諾·伊斯(Luciano Iess)和同事在三次飛越月球期間觀察了卡西尼號地球無線電信號的多普勒頻移。 多普勒頻移，即無線電波頻率的微小變化，追蹤太空船的速度。 每當卡西尼號經過質量稍大的月球部分時，增加的重力就會加速偵測器。 伊斯和他的同事利用卡西尼號速度的變化來繪製土衛二的內部結構圖。

Iess 團隊的結論是，10 公里深的海洋必定位於 30 至 40 公里的冰層之下以及月球岩石核心的頂部。 海水從南極延伸到中南緯度，其水量與蘇必利爾湖相似。

伊斯說，根據先前對土衛二的觀測，重力數據顯示存在地下海，他對此並不感到驚訝。 「如果我們沒有發現任何東西，我會更驚訝，」他說。 結果出現在4月4日科學。

「這是這個難題的一個主要部分，」圖森行星科學研究所的行星科學家坎迪斯漢森說。 到目前為止，研究人員只有少量線索暗示地下海洋的可能性。 “認為正在發生的事情是一回事，”漢森說，“但有數據表明‘是的，我們是對的’又是另一回事。”

目前尚不清楚的一件事是，海洋是如何為上方數十公里處的冰間歇泉提供水源的。 「看起來不太可能有一個直接與地表相連的湖泊，」行星科學研究所的行星科學家約瑟夫·斯皮塔萊（Joseph Spitale）說。 “必須有一個中間管道系統。”

斯皮塔萊補充說，新的重力數據似乎排除了關於月球內部如何產生熱量的主要解釋之一：土星重力引起的輕微搖擺運動。 新數據沒有提供任何搖擺的證據。

伊斯說，無論內部如何保持溫暖，海水與岩石相遇的地方都可能會發生一些有趣的化學反應。 任何關於從月球內部升起的熱量與鹹水海洋混合的討論都不可避免地會引發對生命存在可能性的思考。 儘管沒有證據表明外星人在土衛二的海洋中游泳，但溫暖的鹹水環境的存在提出了有趣的可能性。

但在不久的將來，這些想法仍將停留在理論上。 卡西尼號僅計劃再飛越三次月球。 「我們基本上已經完成了土衛二的任務，」伊斯說。 “不幸的是，我們還需要很長時間才能回到一個非常有趣的月球。”

編者註：本文於 2014 年 4 月 10 日更新，以更正卡西尼號計畫飛越土衛二的次數。