天文新發現! 土星衛星大氣含豐富氧氣

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【大紀元2010年11月28日訊】 (大紀元記者沙莉編譯報導)美國NASA的「卡西尼」號飛船今年三月發現在土衛五(Rhea)北極地區近距離飛行時,發現了它的稀薄大氣富含氧氣,其中氧氣含量佔大約70%,二氧化碳佔30%。這是研究人員首次在土星的衛星上發現富含氧氣的大氣。

研究人員說,含氧大氣也存在於太陽系的其他天然行星上。例如,兩個寒冷的木星衛星木衛二和木衛三也擁有富含氧氣大氣。但是,土衛五含氧大氣的發現可能預示著太陽系內外許多大型冰層覆蓋的行星可能擁有一層薄薄的富氧大氣層,也可能存在複雜的化學反應。

「在木星上我們已經看到這一事實,而現在我們在土星衛星上證實了它。」聖安東尼奧西南研究所此項研究的領導人泰奧利斯(Ben Teolis)表示,「這一廣泛存在的現象,非常令人興奮。」

哈勃太空望遠鏡在20世紀90年代探測到木衛二和木衛三圍繞著稀薄的含氧大氣層。在這兩個木星衛星上,氧氣來自地表的水冰,受木星帶電粒子的作用,冰分解形成氧氣和氫氣。

該研究小組認為類似的情況可能存在於土星系統,土星擁有大型冰凍的衛星。泰奧利斯說,土衛五主要由水冰組成,直徑950英里(1592公里),應該有足夠的重力來束縛住大氣。

卡西尼號飛船在2005年和2007年兩次飛越土衛五尋找大氣。該探測器發現了一些跡象,但沒有找到大氣。卡西尼號距離土衛五分別為312英里(502公里)和3564英里(5736公里)。今年三月,飛船將距離土衛五的高度縮短到60英里(97公里),在土衛五的大氣層中飛行。卡西尼號上的質譜儀確認了氧氣和二氧化碳的存在。「卡西尼」採集的樣本顯示,土衛五大氣僅為木衛二和木衛三大氣密度的1%。「它太過稀薄,以致難以遙遠探測。」泰奧利斯說。地球大氣層的氧氣濃度是土衛五的至少五萬億倍。土衛五的氧氣濃度則是水星的100倍。

土星最大的衛星土衛六則擁有厚實的富含氮的大氣層。但是新研究首次證實了木星系統以外來自冰源的富氧大氣。然而,研究人員無法確定二氧化碳的來源。

研究人員說有可能是土衛五像許多其他太陽系天體,在表面或近表面處存在富含碳元素的有機分子。 這些有機分子在土星的帶電粒子作用下分裂,就像水冰一樣。釋出的碳和氧可能結合,形成二氧化碳。

其他可能性包括:微小隕石的撞擊提供了碳元素;二氧化碳是土衛五45億年前形成之際釋放出的「原始」氣體;或是在早已停止的地質活動中形成。

卡西尼號預計在明年1月再次近距離飛掠土衛五南極地區,高度約47英里(75公里)。

泰奧利斯和他的同事在11月25日的Science網路版上發表了他們的研究結果。

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