儀商訊：近日，在最后的5個(gè)月里環(huán)繞在土星和土星環(huán)之間飛行的時(shí)間里，美國(guó)宇航局(NASA)的“卡西尼”號(hào)探測(cè)器上的一臺(tái)質(zhì)譜儀檢測(cè)到這種奇特的化學(xué)物質(zhì)。據(jù)探測(cè)器的新數(shù)據(jù)表明，土星的宏偉光環(huán)正在將微小的塵埃顆粒注入到行星的上層大氣中，從而形成了這種復(fù)雜且意想不到的化學(xué)混合物。
馬里蘭州勞雷爾市約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)家Mark Perry說(shuō)：“我們真的是中頭彩了?！彼讵q他州普羅沃市召開(kāi)的美國(guó)天文學(xué)會(huì)行星科學(xué)分部的一次會(huì)議上報(bào)告了這一發(fā)現(xiàn)。
該項(xiàng)目科學(xué)家曾希望“卡西尼”號(hào)探測(cè)器的質(zhì)譜儀能夠在土星和土星環(huán)之間發(fā)現(xiàn)水分子的特征。在上世紀(jì)七八十年代，NASA的先驅(qū)者號(hào)探測(cè)器和旅行者號(hào)探測(cè)器在土星的最上層大氣中發(fā)現(xiàn)了比預(yù)期更少的帶電粒子。在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，研究人員在1984年提出，脫離土星環(huán)的水分子——主要以冰的形式——起到催化劑的作用，將帶電粒子從大氣中分離出來(lái)?！翱ㄎ髂帷碧?hào)探測(cè)器的最后幾個(gè)月給了科學(xué)家們第一次直接測(cè)試這個(gè)想法的機(jī)會(huì)。
但吸引卡西尼團(tuán)隊(duì)的并不是突然出現(xiàn)的水的證據(jù)。質(zhì)譜儀的數(shù)據(jù)揭示了一個(gè)巫師般存在的化學(xué)物質(zhì)，其中包括甲烷，這種分子可能是一氧化碳和更復(fù)雜的分子。這些化學(xué)物質(zhì)的濃度在土星的赤道和高海拔地區(qū)是最大的，這表明這些物質(zhì)正在從土星環(huán)中脫落。
“卡西尼”號(hào)探測(cè)器進(jìn)入土星大氣層的深度越深，測(cè)量值就愈發(fā)奇怪。Perry對(duì)與會(huì)者說(shuō)，“卡西尼”號(hào)探測(cè)器以最近距離掠過(guò)土星表面揭示了大量的重分子?？茖W(xué)家還沒(méi)有確定每種分子的類(lèi)型，但很明顯，除了水之外，還有很多其他分子。
通過(guò)分析可能從土星環(huán)上脫落的物質(zhì)的類(lèi)型，Perry的研究小組得出結(jié)論，這些碎片必定是微小的塵埃顆粒的片段，這些顆粒的尺寸僅為1至10納米，但相對(duì)較重。當(dāng)這些粒子從土星環(huán)上落下并撞擊“卡西尼”號(hào)探測(cè)器的質(zhì)譜儀時(shí)，它們被粉碎成小碎片。
這些粒子究竟是如何從土星環(huán)飄落到大氣層的還有待觀(guān)察。“我們有很多工作要做，以了解它們是如何到達(dá)那里的。”P(pán)erry說(shuō)，“沒(méi)有一個(gè)模型能預(yù)測(cè)到這一點(diǎn)?！?/span>
在這些最后的俯沖過(guò)程中，“卡西尼”號(hào)探測(cè)器沿著土星的引力牽引，以每秒鐘30公里的速度加速，這一速度超過(guò)了質(zhì)譜儀設(shè)計(jì)所能承受的4倍之多?！斑@些速度比它所經(jīng)歷的任何時(shí)刻都要高?！盠inda Spilker說(shuō)，他是加利福尼亞州帕薩迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家，也是卡西尼項(xiàng)目科學(xué)家。
在如此巨大的速度下，“卡西尼”號(hào)探測(cè)器所撞擊的任何東西都會(huì)分裂成碎片。
今年9月15日凌晨4時(shí)55分，數(shù)百名科學(xué)家見(jiàn)證了“卡西尼”號(hào)探測(cè)器在火焰中涅槃?！翱ㄎ髂帷碧?hào)探測(cè)器在土星的大氣層中解體，這樣做是為了防止探測(cè)器污染土星的衛(wèi)星，包括土衛(wèi)六和土衛(wèi)二，這些衛(wèi)星上可能存在生命跡象。
“卡西尼”號(hào)探測(cè)器1997年10月15日發(fā)射升空，沿途造訪(fǎng)過(guò)金星、地球、月球、小行星和木星，并于2004年抵達(dá)環(huán)土星軌道。近20年間，“卡西尼”探測(cè)任務(wù)大幅刷新了人類(lèi)對(duì)土星的認(rèn)識(shí)，包括它的復(fù)雜光環(huán)、類(lèi)型多樣的衛(wèi)星體以及磁場(chǎng)環(huán)境等。它曾獲得一系列重大發(fā)現(xiàn)，如土衛(wèi)二存在全球性海洋、土衛(wèi)六上存在液態(tài)甲烷海洋、在土衛(wèi)二噴出的羽流中探測(cè)到氫等。
