#NASA[超话]#卡西尼号最终殒身投入了土星的怀抱。它出色的完成了它的任务,这场旅行,从最开始就注定了是有去无回的,有人说这是史上最悲伤的自毁。“卡西尼——惠更斯号”在土卫六上登陆,原来,宇宙中还有一个和地球如此相似的星球。在若干亿年后土卫六会不会再继续下甲烷雨?会不会还是一颗冰冷的星球?关于宇宙的一切,真的都是最浪漫的存在啊!
借着这次“蜻蜓”的机会宣传一下土卫六“泰坦”。科学家对这颗卫星的痴迷其实远不局限于她本身。研究泰坦,实际是把她作为太阳系里唯一的实验室,探索复杂有机物甚至生命在太阳系和宇宙里的起源。土卫六大气中漂浮的有机雾霾,地表下充满着有机分子的液态海洋,无一不在时时勾引着行星科学家和天体生物学家。这也是为什么他们会花费如此多的时间和金钱去设计无人机,甚至未来的潜水艇。
我自己了解有限,借用一下JHU教授Sarah Horst在地理科学研究期刊上的一篇综述吧 (https://t.cn/Ai0ZL51i )。文章是免费看的,写得很好,开头还有用通俗语言写得综述。文章的可视化也做得非常好,足够能吸引对行星科学了解不多的科学家。估计不会有人全看完,把文章的综述粗略翻译一下吧。
"泰坦是太阳系中唯一有显著大气的卫星,也是除了地球外,唯一拥有浓密氮气组分的大气;土卫六有着比太阳系中任何大气结构都复杂和惊人的大气化学过程,也是太阳系中除地球外唯一已知在表面拥有稳定存在的液体的天体。土卫六大气和固态表面的相互作用也是非常特殊的:大气化学过程产生的物质沉积到表面,显著地改变了如风成过程和河流地质过程这样的大气-地表相互作用,产生了延绵的“沙丘”以及面积会变化的“湖泊”和“海洋”。土卫六的大气有利于有机分子组成的霾的形成。这其中还包含了很多含氧的分子,对于我们理解生命起源可能很有帮助。土卫六地表下液态水形成的海洋以及表面含有甲烷/乙烷的湖泊展示出一幅有机分子与液体结构共同存在的景象,意味着在太阳系内,土卫六可能是最适合探究行星宜居性,生物起源相关的化学过程,以及宇宙中生命形式的普适性与多样性。目前对于土卫六这样复杂系统的研究结合了地面观测,遥感测量,卡西尼-惠更斯探测器的实地考察,以及实验室研究的结果。到目前,依然有很多基础问题还没有解决":
1. 土卫六电离层中的重离子是什么?如何形成?对于生物形成前的复杂化学过程有什么意义?
2. 土卫六大气与土卫二 (Enceladus) 的喷发活动有什么联系?
3. 土卫六大气中有机霾的组分如何?如何随着时间和空间改变?
4. 大气中形成的有机化合物落到地表后会如何进一步演化?
5. 土卫六大气对流层动力学过程如何?如何影响地表的演化?
6. 土卫六的天气的年间变化如何?更长时标上的气候演变如何?
7. 土卫六现在大气的历史有多悠久?
8. 3-5亿年前,土卫六上发生了什么过程?
9. 土卫六大气中的甲烷是周期性出现的还是偶发的。对研究行星宜居性的时标有什么提示?
10. 土卫六大气中的甲烷是如何产生的?大气中通过光化学作用产生的乙烷命运如何?
11. 什么过程左右着土卫六大气中氢分子的高度变化和位置变化?
12. 土卫六表面的化学组分如何?如何随位置变化?
13. 土卫六上湖泊和海洋的化学组分如何?其中进行着什么样的化学作用?
14. 土卫六湖泊和海洋中的“环流”过程是怎样的?如何影响着土卫六大气的动力学?
15. 土卫六表面沙丘中颗粒的化学组分如何?这些结构是如何产生的?
16. 土卫六表面有“冰火山”结构吗? (cryovolcanism, 不知道怎么翻译好;就是表面挥发物质的喷发活动)
我自己了解有限,借用一下JHU教授Sarah Horst在地理科学研究期刊上的一篇综述吧 (https://t.cn/Ai0ZL51i )。文章是免费看的,写得很好,开头还有用通俗语言写得综述。文章的可视化也做得非常好,足够能吸引对行星科学了解不多的科学家。估计不会有人全看完,把文章的综述粗略翻译一下吧。
"泰坦是太阳系中唯一有显著大气的卫星,也是除了地球外,唯一拥有浓密氮气组分的大气;土卫六有着比太阳系中任何大气结构都复杂和惊人的大气化学过程,也是太阳系中除地球外唯一已知在表面拥有稳定存在的液体的天体。土卫六大气和固态表面的相互作用也是非常特殊的:大气化学过程产生的物质沉积到表面,显著地改变了如风成过程和河流地质过程这样的大气-地表相互作用,产生了延绵的“沙丘”以及面积会变化的“湖泊”和“海洋”。土卫六的大气有利于有机分子组成的霾的形成。这其中还包含了很多含氧的分子,对于我们理解生命起源可能很有帮助。土卫六地表下液态水形成的海洋以及表面含有甲烷/乙烷的湖泊展示出一幅有机分子与液体结构共同存在的景象,意味着在太阳系内,土卫六可能是最适合探究行星宜居性,生物起源相关的化学过程,以及宇宙中生命形式的普适性与多样性。目前对于土卫六这样复杂系统的研究结合了地面观测,遥感测量,卡西尼-惠更斯探测器的实地考察,以及实验室研究的结果。到目前,依然有很多基础问题还没有解决":
1. 土卫六电离层中的重离子是什么?如何形成?对于生物形成前的复杂化学过程有什么意义?
2. 土卫六大气与土卫二 (Enceladus) 的喷发活动有什么联系?
3. 土卫六大气中有机霾的组分如何?如何随着时间和空间改变?
4. 大气中形成的有机化合物落到地表后会如何进一步演化?
5. 土卫六大气对流层动力学过程如何?如何影响地表的演化?
6. 土卫六的天气的年间变化如何?更长时标上的气候演变如何?
7. 土卫六现在大气的历史有多悠久?
8. 3-5亿年前,土卫六上发生了什么过程?
9. 土卫六大气中的甲烷是周期性出现的还是偶发的。对研究行星宜居性的时标有什么提示?
10. 土卫六大气中的甲烷是如何产生的?大气中通过光化学作用产生的乙烷命运如何?
11. 什么过程左右着土卫六大气中氢分子的高度变化和位置变化?
12. 土卫六表面的化学组分如何?如何随位置变化?
13. 土卫六上湖泊和海洋的化学组分如何?其中进行着什么样的化学作用?
14. 土卫六湖泊和海洋中的“环流”过程是怎样的?如何影响着土卫六大气的动力学?
15. 土卫六表面沙丘中颗粒的化学组分如何?这些结构是如何产生的?
16. 土卫六表面有“冰火山”结构吗? (cryovolcanism, 不知道怎么翻译好;就是表面挥发物质的喷发活动)
北京时间今天凌晨,NASA宣布了下一轮新边疆任务:蜻蜓计划(Dragonfly),将于2026年发射,2034年到达土卫六。
蜻蜓计划采用现代无人机技术,它可以飞翔、盘旋、精准着陆。由于土卫六处阳光比较微弱,无法提供足够的太阳能(即使够强,土卫六浓厚的大气层也难以让足够的阳光穿过),所以蜻蜓携带同位素热核电池,白天飞行,晚上充电。
蜻蜓是一架双四旋翼无人机,可以飞行到土卫六上的任何区域,时速10~20km,配备一套用于探测复杂有机物和生命特征的科学仪器,还具备测量土卫六地震活动的能力。图像来源:NASA
蜻蜓计划采用现代无人机技术,它可以飞翔、盘旋、精准着陆。由于土卫六处阳光比较微弱,无法提供足够的太阳能(即使够强,土卫六浓厚的大气层也难以让足够的阳光穿过),所以蜻蜓携带同位素热核电池,白天飞行,晚上充电。
蜻蜓是一架双四旋翼无人机,可以飞行到土卫六上的任何区域,时速10~20km,配备一套用于探测复杂有机物和生命特征的科学仪器,还具备测量土卫六地震活动的能力。图像来源:NASA
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