通过分析美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和意大利航天局联合执行的卡西尼-惠更斯任务数据,研究团队揭示出土星最大卫星浓厚雾状大气层的旋转与其表面并不一致,而是像陀螺仪般晃动,随季节变化而偏移。
土卫六(Titan)是太阳系中唯一拥有显著大气层的卫星,其大气层长期以来令行星科学家着迷。如今,基于卡西尼号长达13年的热红外观测数据,研究人员追踪了土卫六大气层随时间推移发生的倾斜与偏移。
"土卫六大气层的倾斜行为非常奇特!" 主要作者、布里斯托大学地球科学学院博士后研究员露西·赖特表示,"其大气层仿佛陀螺仪般在空间中稳定自转。
"我们认为过去某个事件可能使大气层脱离其自转轴,导致其发生晃动。
"更引人注目的是,我们发现这种倾斜幅度会随土卫六的季节变化而变化。"
团队研究了土卫六大气的温度场对称性,发现其并未如预期般精确位于极点中心。相反,它随时间推移发生偏移,与土卫六漫长的季节周期同步——土卫六上一年相当于地球近30年。
合著者、布里斯托大学行星科学教授尼克·蒂尼比指出:"令人费解的是倾斜方向在空间中保持固定,不受太阳或土星引力影响。
"否则本可为我们提供成因线索。现在,我们面临着一个新的未解之谜。"
此项发现将影响NASA即将开展的蜻蜓号任务——这个类似无人机的旋翼飞行器计划于2030年代抵达土卫六。当蜻蜓号穿越大气层降落时,将被土卫六的快速气流推动,该风速约为地表自转速率的20倍。
理解大气层随季节晃动的规律对计算蜻蜓号着陆轨迹至关重要。大气倾斜度会影响有效载荷在空中的运移路径,因此本研究有助于工程师更精准预测着陆点。
NASA戈达德太空飞行中心行星科学家、研究合著者康纳·尼克松博士补充道:"我们的工作表明卡西尼号数据库中仍存在非凡发现。
"这个部分由英国制造的仪器穿越太阳系,持续为我们提供宝贵的科学回报。
"土卫六大气层如同脱离地表的旋转陀螺般运动,这引发了引人入胜的疑问——不仅关乎土卫六本身,更对包括地球在内的大气物理学研究具有广泛意义。"
该团队的发现为日益增长的研究体系增添了新证据,表明土卫六不仅是外表类地,更是一个拥有独特气候系统的外星世界,其金色雾霭之下仍隐藏着诸多奥秘。