為何只在土衛(wèi)八上出現(xiàn)連續(xù)的山脈?
簡介:土星的衛(wèi)星Iapetus有一個奇特之處,在它的赤道附近有一個連續(xù)的山脈。天文學(xué)家認(rèn)為,這是一顆靠近Iapetus的天體被撕裂后形成的。這種情況非常少見,只有當(dāng)衛(wèi)星很大并離它的母行星很遠(yuǎn)時才可能形成。
所有奇特的事我們都在太陽系中經(jīng)歷過——這可以列一個長的清單——我認(rèn)為其中最奇特的應(yīng)該是連續(xù)的山脈通過各種方式延伸到土星的衛(wèi)星lapetus周圍。
我的意思是怪異的。山脈環(huán)繞著衛(wèi)星的赤道,幾乎是連續(xù)的,同時它被個別的高峰隔斷,有些高峰甚至高達(dá)20公里!這高度都比珠穆朗瑪峰的兩倍還要高。同時,它也非常寬,在某些地方橫跨大約200公里。在Cassini航天器上對于這些山脈的圖片非常清楚,lapetus仿佛是一個太空核桃。
提醒你噢,lapetus跨度僅約1470公里,比我們自己的月球一般的型號還要小。是什么會造成這種怪異的現(xiàn)象呢,巨大的構(gòu)造嗎?
土星的衛(wèi)星lapetus,有大量奇怪的特征,包括環(huán)繞赤道的山脈。截至目前為止,這種情況也很難解釋。(圖片來源:NASA/JPL/太空科學(xué)研究院)
想法各種都有。其中一個就是在它形成后衛(wèi)星快速旋轉(zhuǎn),隨著凝固收縮導(dǎo)致在赤道上積累物質(zhì);另一種就是土星周圍的碎片在lapetus周圍形成一個圈,然后它自己形成的,掉落到衛(wèi)星上。
已經(jīng)有一篇論文補(bǔ)充了這個主意:在lapetus形成后不久,它被一個小行星擊中。這些爆炸物質(zhì)沖擊到太空中,然后聯(lián)合靠近lapetus。隨著時間的消逝,他們越來越近,爆炸后形成一個環(huán),然后這些物質(zhì)像雨一樣掉落到表面,形成連續(xù)的山脈。
哇哦,聽起來就很像Wile E. Coyote計劃,但是在這種情況下它似乎會起作用。任何試圖解釋lapetus山脈的想法都需滿足我們所知道的3個條件:它恰好位于衛(wèi)星的赤道上;它在衛(wèi)星上除赤道以外的地方從未被發(fā)現(xiàn)過;到目前為止,它僅僅以lapetus的形式被看到并且在太陽系中其他衛(wèi)星未發(fā)現(xiàn)過此項事件
土星的衛(wèi)星周圍環(huán)繞著奇怪山脈的近景
一篇新的論文作者指出:由于衛(wèi)星最初的形成過程中形成的山脈不起作用。山脈代表著它地下承載著巨大的負(fù)重,但是在其表面并沒有明顯的變形誒 早期的形成想法。通常需要衛(wèi)星地殼足夠薄以便于它可以褶皺起來形成山脈,但是應(yīng)該會形成巨大的變形。這并沒有看到,所以山脈肯定是在lapetus經(jīng)過足夠長時間的冰凍和變厚之后形成的。
然而,如果土星上的碎片殘骸掉落到lapetus上,為什么我們在其他衛(wèi)星上沒看到過類似的
情況呢?你應(yīng)該期望在其他衛(wèi)星像土衛(wèi)六,或者木衛(wèi)四上看到類似的情況,但lapetus的山脈是獨一無二的!所以我們需要一些像這種只發(fā)生在lapetus上的事件,而不是在其他衛(wèi)星上。比如說,一個巨大的影響。
現(xiàn)在,數(shù)十億年前的今天,巨大的影響一直在發(fā)生。我們自己的月球?qū)Φ厍蛐纬闪巳绱司薮蟮挠绊憽?/p>
他們對lapetus的設(shè)想的特別之處就是所謂的完整捕獲:一個物體以正確的速度和角度撞向lapetus,使它足夠慢的進(jìn)入衛(wèi)星軌道,它成為了次月,衛(wèi)星中的衛(wèi)星,鑒于山脈的質(zhì)量,次月僅需要大概橫跨100公里即可。
由于衛(wèi)星上的潮汐,軌道可能發(fā)生變化,在很多情況下,隨著時間的消逝,次月將更接近表面下降。最終它會足夠靠近,然后潮汐將次月撕裂開,在lapetus周圍形成一個厚厚的顆粒環(huán)。然后這些掉落的碎片會快速的、自然的掉落在赤道周圍的母環(huán)中更像土星的環(huán),組成一個更大更宏偉的環(huán)的微型模型環(huán)繞在其母星周圍。只有當(dāng)顆粒互相碰撞時環(huán)會散開。在環(huán)內(nèi)部的大量物質(zhì)會掉落到衛(wèi)星上,以很小的角度和很快的速度撞擊,允許他們在表面堆積
瞧!怪異的山脈!
土星的衛(wèi)星lapetus一個極大的特寫顯示出山脈表面嚴(yán)重的坑坑洼洼
這就解釋了為什么在赤道且只有在赤道上衛(wèi)星表面在重力的作用下沒有變畸形(這要花一段
時間才能形成,與此同時lapetus可以忍受重量的厚度)。這也可以解釋為什么我們只在這一個星球上看到它。只有當(dāng)衛(wèi)星足夠大時,但是距離它的母星又非常遠(yuǎn)的情況下。Lapetus距離土星有350萬公里,非常遙遠(yuǎn)。這樣就可以在衛(wèi)星周圍的某個區(qū)域(類似于它的山球)保持穩(wěn)定的次月一段時間,這對于其他衛(wèi)星來說范圍太小,所以這種情況下發(fā)生的可能性要小很多。他們注意到天王星的衛(wèi)星天衛(wèi)三和天衛(wèi)四也許滿足這些條件。他們似乎也有山脈,但當(dāng)旅行者2號飛船在1986年飛過時,他們可能會錯過它們。
我注意到這篇論文是怎樣吸引到我的:我在2018年的博客上寫著衛(wèi)星中有衛(wèi)星的可能,至少在很長一段時間內(nèi)解釋了他們的可能性但也顯示出它的難度。我那篇文章中還提到,我有個觀點就是lapetus上的山脈可能是由墜落的次月形成的。
我寫上面這篇文章的主導(dǎo)作者,安德魯-多巴德,看到這篇文章然后與我聯(lián)系說我的猜想可能是正確的!非???,我沒有長時間參與任何科學(xué)研究但很高興仍然知道這些。大量的科學(xué)主意來源于洞察力和直覺,講這些連接起來去形成一個更連貫的模式。
這就是多巴德和他的合著者在這所做的。奇特山脈的形成也許不是一個硬道理。但這是一個有意義模型。我希望看到更多發(fā)送給土星的探針可以進(jìn)一步研究這個事情。太陽系是一個怪異的地方,但是許多有些地方肯定比其他地方更奇怪!
BY: Phil Plait
FY: Esther
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