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    土衛六的南半球在2012年急劇降溫,這一現象在太陽系中獨一無二,其成因是這顆衛星上獨特的大氣化學機制。

    作為土星系統中個頭最大的衛星,土衛六(Titan,又名泰坦星)2012年的冬天來得比人們預想的更快一些。現在,天文學家認為,土衛六的南極之所以快速降溫,是因為大氣中某些痕量氣體的增加。

    天文學家觀測到,土衛六南半球的一個熱區突然冷卻,形成了一個強烈的極地渦旋。此外,他們還在該區域上空300千米處的雲層中,發現了由碳氫化合物構成的冰。研究人員稱,這一發現實屬意料之外,因為在土衛六上結冰,需要大約零下148攝氏度的低溫才行。

    2012年6月27日,美國宇航局的“卡西尼號”探測器在遠距離飛掠土衛六之前,拍下了這張照片,其中展示了土衛六南極的極地渦旋,也就是極地大氣層中的大規模氣旋。

    這樣的溫度遠遠低於科學家2011年在類似高度和緯度上觀測到的溫度。經過兩年多時間,土衛六的極地渦旋進入了一種穩定狀態,它引發了連鎖反應,影響波及大氣層的其餘部分。

    “到目前為止,這種現象在太陽系中是獨一無二的,是土衛六獨特的大氣化學機制使之成為可能。”布里斯托大學的尼克·汀比(Nick Teanby)在一份新聞稿中稱,“很多系外行星的大氣中也可能出現類似現象,它將對雲的形成和大氣流動產生影響。”

    汀比在一篇論文中描述了土衛六的上述狀況,該論文發表在《自然-通訊》雜誌上。

    土衛六是已知唯一一顆擁有濃厚大氣層的衛星。它的大氣非常濃厚,以至於橙色的氣體完全遮蔽了地表。土衛六的大氣中有98%是氮氣,但也存在氰化氫、乙炔、丙炔腈和丙烯等痕量氣體。

    卡西尼號探測器

    這些新資料來自“卡西尼號”,該探測器在2004年至2017年間,圍繞土星系統執行。“卡西尼號”曾127次飛掠土衛六,對土星系統進行了長達13年的觀測(接近土星公轉週期29.5年的一半)。這樣長的時間跨度讓“卡西尼號”得以把土衛六北半球的冬天與南半球的冬天進行比較。

    土衛六在太陽系中獨一無二,因為其具有冷卻作用的氣體是由大氣層高處的光化學作用產生的,這意味著,整個化學反應是由Sunny照射觸發的。

    “其他類地行星,比如地球、金星和火星,不會出現這種現象,因為這些行星的主要大氣冷卻器是二氧化碳。”上述論文的作者寫道。而且,這些行星不同緯度間的氣體更為均勻地混合在一起,所以兩極地區痕量氣體的變化不會引發同樣的現象。

    儘管“卡西尼號”如今已退役,但在該探測器2016年和2017年進行最後的觀測時,科學家發現,土衛六南半球的熱區已經恢復。不過科學家表示,為了更好地觀測,我們可能需要向土星系統發射另一個探測器。

    翻譯:何無魚

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