卡西尼号帮助解释泰坦遗失海浪的奥秘

新的四分钟的ScienceCast视频和卡西尼雷达小组的新研究检查了土卫六的表面，试图解释缺失波的奥秘。

过去10年中最令人震惊的发现之一是土星的卫星泰坦（Titan）的地形与地球的相似程度。就像我们自己的蓝色星球一样，土卫六的表面点缀着湖泊和海洋。它有河道，岛屿，泥浆，雨云甚至是彩虹。不可否认，巨大的月亮是湿的。

但是，泰坦上的“水”不是水。由于表面温度下降到零以下290华氏度，Titan对于液态水来说太冷了。相反，研究人员认为，雕刻泰坦的流体是甲烷，乙烷和其他难以冻结的碳氢化合物的未知混合物。

泰坦是一个拥有自己外星水域的潮湿世界的观念被行星科学家广泛接受。没有其他可以解释的观察结果：自2004年以来，美国国家航空航天局（NASA）的卡西尼号（Cassini）飞船已经飞越泰坦（Titan），飞行了90多次，用雷达对月球进行了探测，并绘制了湖泊和海洋的地图。ESA的惠更斯号探测器于2005年跳伞降落在泰坦的表面，穿过潮湿的云层下降并实际上降落在潮湿的土壤中。

这张图片显示了土星卫星土卫六上一个湖泊反射回来的第一缕阳光。图片来源：NASA / JPL /亚利桑那大学/ DLR

但是，康奈尔大学卡西尼号雷达小组的行星科学家亚历克斯·海斯（Alex Hayes）感到有些困扰。

如果泰坦真的这么潮湿，他想知道，“海浪都在哪里？”

在地球上，这里很少有水体静止。吹过表面的微风导致波浪起伏并破裂；雨滴撞击海面也会使路面变得有些粗糙。然而，根据卡西尼号的雷达数据，在土卫六上，湖泊十分平滑，没有可察觉的波浪作用，直至毫米级。

“我们知道土卫六上有风，”海斯说。“月亮宏伟的沙丘证明了它。”

再加上土卫六的低重力（仅是地球重力的1/7），它对波浪运动的阻力很小，因此您会发现一个真正的难题。

研究人员戏弄了几种解释。也许湖泊被冻结了。海斯认为这不太可能，“因为我们看到降雨和地表温度远高于甲烷熔点的证据。”或者，也许湖上覆盖着一种抑制波动的焦油状物质。他补充说：“我们尚不能排除这一点。”

海耶斯及其同事在2013年7月的《伊卡洛斯》杂志在线版上发表的一项研究结果中可能找到答案。考虑到土卫六的重力，液态烃的低粘度，土卫六大气的密度以及其他因素，他们计算出土卫六必须吹多快的风才能引起海浪：只有1到2 mph的步速微风应该可以解决问题。

这表明了第三种可能性：风力还不够大。自卡西尼号（Cassini）在2004年到达土星以来，土卫六的北半球（大部分湖泊所在的地方）已被冬季锁定。寒冷的空气几乎不搅动，很少达到造浪的门槛。

但是现在季节在变化。2009年8月，太阳越过泰坦的赤道，向北飞。夏天来了，将光，热和风带到了土卫六的湖泊乡村。

他说：“根据[气候模式]，随着我们在2017年临近冬至时，风势将会加快，并且应该足以抵挡海浪。”

如果出现波浪，卡西尼号应该能够检测到它们。波浪状湖面的雷达反射可以告诉研究人员很多。例如，波的尺寸可以揭示出基础流体的粘度，从而揭示出其化学成分。而且，波速将跟踪上风的速度，从而独立检查泰坦气候模型。

海斯很高兴“将海洋学带到另一个世界。”他说，我们现在所需要的只是波涛汹涌的大海。

出版物：拉尔夫·洛伦兹（Ralph D. Lorenz）等人，“泰坦全球地形图”，伊卡洛斯，第225卷，第1期，2013年7月，第367-377页； DOI：10.1016 / j.icarus.2013.04.002

图像：NASA / JPL /亚利桑那大学/ DLR