土星的“死星”卫星隐藏着一个秘密的晃动海洋

轨道的新测量土星最小的大卫星表明,在它冰冷的地壳下潜伏着一个大秘密。

米马斯的陨石坑表面与《星球大战》中的死星非常相似,只有当冰下20至30公里(12至19英里)处有液态海洋旋转时,才有意义。

由巴黎天文台的天文学家瓦莱里·莱尼(Valery Lainey)领导的这项新分析是最新的越来越多的证据隐藏在小月亮内的液态海洋。

这意味着Mimas可以加入一长串被怀疑拥有液态海洋的太阳系卫星,包括土星卫星土卫二, 木星卫星欧罗巴,木卫四和木卫三天王星的几颗卫星.但米马斯是一个奇怪的海洋,它的海洋可能与太阳系中的任何其他海洋都不同。

随着我们对宇宙的理解越来越深入,我们注意到太阳系并不像看起来那么干旱。在他们冰冷的外表下,许多月亮似乎藏有隐藏的海洋。

但在很长一段时间里,人们并不认为米马斯是其中之一。破碎的表面被认为是秘密海洋的诊断标准,例如土卫二和欧罗巴的裂缝。Mimas没有裂缝,而且有严重的陨石坑,所以科学家认为它必须由固体冰组成,一直到岩石核心。

然而,方式月亮摇晃当它绕土星运行时,暗示着正在发生一些有点奇怪的事情看不见在“死星”月亮内。

被认为隐藏着海洋的卫星集合。从左上角顺时针方向:土卫二、木卫二、木卫三和巨人.中心是米马斯。(弗雷德里克·杜里隆,动漫工作室 |巴黎天文台 – PSL, IMCCE)

建模之前提出了两种不同的解释:细长的岩石核心或全球海洋。但莱尼和他的同事们的研究非常明确地排除了岩石核心的解释。

该团队对收集到的观察结果进行了仔细研究卡西尼号探测器,它在2004年至2017年期间绕土星运行,以前所未有的详细程度收集了土星及其卫星的数据。然后,他们进行了模拟,以复制Mimas绕土星运行时的运动,再现了不平衡的核心或海洋的影响。

为了在岩石情景下重现数据,Mimas需要有一个如此细长的核心,在土星的方向上几乎是煎饼形。这与月球的其他观测数据以及我们关于太阳系天体形成的模型完全不一致。

这就留下了隐藏的全球海洋解释。鉴于我们知道这些存在于太阳系中,这似乎更合理。

有趣的是,海洋似乎非常年轻。

米马斯的运动,以及其表面没有海洋的迹象,表明海洋的历史不到2500万年,冰海界面在200万到300万年前就达到了不到30公里的深度。

那么,为什么海洋最近突然出现,而太阳系已经有45亿年的历史了呢?嗯,它的形成需要内部加热,这在其他卫星中被认为是与其他天体不一致的引力相互作用的结果。在太阳系历史的大部分时间里,米马斯与土星的轨道可能是圆形的,也可能是近乎圆形的,因此引力相互作用相当一致。

然而,如果在大约5000万年前,与土星的一颗或多颗其他卫星(如Dione和Titan)的相互作用将月球的轨道推入了一个更椭圆形的形状。这将导致土星和米马斯之间引力相互作用的强度发生变化,从而在核心上施加压力,从而产生内部热量。

研究结果表明,我们不能总是对海洋世界的样子做出假设;或者,换句话说,你不一定能通过它的地壳来判断月亮。

而且,由于Mimas的海洋非常年轻,它可以帮助我们更好地了解全球海洋是如何形成、生长和进化的。

“Mimas提供了一个独特的机会来研究由水-岩石相互作用驱动的持续的熔融诱导分化和广泛的水蚀变,”莱尼和他的同事们写道.

“因此,Mimas可以为土卫二和其他现在安静的冰冷世界(包括天王星卫星和柯伊伯带天体)提供过去演化的时间窗口。众所周知,冰冷世界的含水矿物蚀变在地质上是迅速的,通常大约在数百万到数千万年之间。Mimas将是目前为数不多的可能发生这种情况的地方之一。

该研究已发表在自然界.

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