地球与环境 2022-01-25 08:09

考虑到未来的太空探索,一个由康奈尔大学领导的天文学家团队发布了土卫六液态甲烷河流和支流的最终地图,这是由NASA卡西尼号后期任务看到的,因此这可能有助于为蜻蜓号即将在21世纪30年代进行的探险提供背景。

河流地图及其准确性的细节发表在《行星科学杂志》(2021年8月)上。除了地图之外,这项工作还研究了通过使用退化的雷达数据分析地球河流可以了解到什么——类似于卡西尼号所看到的。

和地球上的水一样,液态甲烷和乙烷充满了土卫六的湖泊、河流和溪流。但是了解这些渠道——包括它们的曲折和分支状的转折——是了解月球沉积物运输系统如何运作和潜在地质的关键。


A radar image from the Cassini spacecraft of Titan's liquid methane and ethane rivers and tributaries.

来源:美国国家航空航天局/喷气推进实验室/提供

这是卡西尼号探测器拍摄的土卫六液态甲烷和乙烷河流及其支流的雷达图像。

“这些通道系统是土卫六沉积物运输路径的核心,”艺术与科学学院天文学副教授亚历克斯·海斯(Alex Hayes)说。“它们告诉你有机物质是如何在土卫六表面形成的,并确定了这些物质可能集中在构造或甚至是冰火山特征附近的位置。”

海耶斯说:“此外,这些物质既可以被送入土卫六内部的液态水海洋,也可以与液态水混合后被输送到土卫六表面。”

土卫六比水星大,完全被氮气和甲烷所覆盖,是太阳系中唯一一个拥有活跃水文系统的地方,包括雨水、渠道、湖泊和海洋。

“不像火星,现在不是36亿年前,你可以在土卫六上看到湖泊和河道。就是今天,”海斯说。“研究土卫六的水文系统是一个与地球水文系统相媲美的极端例子,也是我们能够积极观察在没有植被的情况下行星景观如何演变的唯一实例。”

茱莉亚·米勒领导了详细的工作,检查了卡西尼号上土卫六表面的合成孔径雷达(SAR)图像,寻找河流特征,然后将这些图像与地球上的图像进行比较。

在地球上,河流地貌通常是通过地形数据和高分辨率的可视图像来研究的,但土卫六并不具备这一点。相反,米勒使用了地球上的雷达图像,并对其进行了分解,以匹配卡西尼号的土卫六雷达图像。

通过这种方式,米勒可以了解卡西尼号数据集的局限性,并知道哪些结果对于使用大约1公里分辨率的低数据进行分析是可靠的。

“尽管卡西尼号SAR图像的质量和数量限制了它们在调查河网方面的用途,”米勒说,“但它们仍然可以用于在基本层面上了解泰坦的地貌。”

河流的形状说明了很多。米勒说:“你可以利用河流的样子来试图说明它流经的物质类型,或者表面的陡峭程度,或者仅仅是该地区发生了什么。”“这是把河流作为一个起点,然后,最理想的是,了解更多关于地球的信息。”

“蜻蜓”号计划于2027年发射,并于2034年抵达土卫六。

海耶斯说:“这些地图将为了解蜻蜓在当地和地区发现的东西提供背景,并将有助于将蜻蜓的结果置于全球背景中。”

除了米勒和海斯的研究,“土卫六和地球上的河流特征:低分辨率SAR平面图像的教训”,共同作者是康奈尔大学研究员萨姆·伯奇博士。“18;保罗·m·科利斯博士以及麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)教授j·泰勒·佩隆(J. Taylor Perron);加州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的董事会科学家罗莎莉·洛佩兹、科学家迈克尔·马斯卡和研究科学家汤姆·法尔;加州大学洛杉矶分校的研究生阿什利·舍恩菲尔德;以及田纳西大学副教授德文·伯尔。

这个项目是由美国宇航局和欧洲航天局资助的。