进入拥有浓厚大气的太阳系卫星,蜻蜓号科学目标发布

在太阳系中,土卫六泰坦(Titan)是唯一一颗表面拥有浓厚大气与大量液体的卫星,甚至有一个像地球一样的天气系统,尽管它下的是液态甲烷而不是雨水,但是否仍能承载某种生命?为解开泰坦秘密,NASA已确定于2020年代中期派出蜻蜓号无人飞行器前往探索,现在,蜻蜓号的科学目标进一步宣布。

泰坦是土星最大的卫星,也是太阳系第二大卫星,还是已知唯一拥有浓厚大气层的卫星,其大气厚度是地球4倍,主由氮气组成。根据过去航海家1号、航海家2号、哈勃太空望远镜、卡西尼号等各探测器数据,还确定土卫六地表布满甲烷湖,和地球一样有循环的天气系统(虽然循环的是甲烷),因此被高度怀疑有外星生命体存在。

只不过就算卡西尼号绕行土星长达13年,但泰坦那太过浓厚的大气层,始终让试图分析该星球地表的探测器铩羽而归,虽然雷达能穿透大气层并判别出类似地球的结构,比如沙丘、湖泊和山脉,但这些数据无法揭开它们的组成成分。

事实上在卡西尼号发射前,天文学家还不知道泰坦表面是由甲烷或乙烷构成的全球液态海洋,还是由水冰与有机物组成的固态表面。为此,NASA推出蜻蜓号无人飞行器(Dragonfly mission),这将是第一个深入泰坦大气层探索表面并确定详细成分的任务。

研究人员表示,如今我们已对地表局部尺度及泰坦系统运行方式以模拟做出预测,蜻蜓号的图像与测量结果将告诉我们模拟对了或错了。

在团队设置的科学目标中,他们将寻找泰坦上的化学生物特征、调查该星球甲烷如何活跃循环,确定泰坦热带沙漠在全球甲烷循环中发挥哪些作用、研究改变泰坦表面地质的过程与速率。此外,还会确定能否在泰坦上找到益生元(prebiotic),哪些分子和元素可用于此类化学。

由于泰坦重力低(约地球七分之一),加上大气密度高,使其成为飞行器探索的理想场景,团队预期蜻蜓号飞行期间不会下雨,但目前还没有人真正了解泰坦上的局部天气模式,实际情况到时才会知道。

新论文发布在《行星科学期刊》(Planetary Science Journal)。

(首图来源:约翰霍普金斯大学/APL)

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