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04 巨行星的卫星和光环 Giant Planets Satellites and Rings(第8页)

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一种关于天卫五的早期理论认为,每个冕都代表着一次灾难性全球分裂里的碎片,并且我们低估了再吸积作用。

但更有可能冕是冰火山作用的场所,冰火山作用只有在衰退期才会留下可辨认的流状痕迹。

覆盖在冕之外较老的陨石坑表明可能有爆炸性喷发,冰火山向太空喷射冰粒,其中一些像雪一样沉降下来,改变了原有地形的特征。

但我们不知道这是什么时候发生的,为什么会发生。

在本世纪中叶之前,不太可能有另一个飞行器到天王星进行探测,因此,我们也不太可能得到这个问题的答案。

海卫一

海卫一是海王星最大的卫星,直径为2706千米。

它的外壳布满冰,但密度又很大,证明内部有一个坚实的岩石核心。

旅行者2号在1989年飞过海卫一时,发现了海卫一冻结的氮冰极冠。

以前在地球上用光谱法也探测到过这个氮冰极冠。

就像火星极地冰冠中的二氧化碳一样,这些冰冠在夏天可能会因为升华(而不是融化)而收缩,从而将其中的氮添加到海卫一稀薄但还算可观的大气中。

海卫一的大气主要由氮构成。

形成其地壳稳定的“基岩”

冰似乎是甲烷、二氧化碳和水的混合物,也有可能有氨,但氨在光谱探测中几乎是不可见的。

海卫一的最佳图像分辨率约为每像素400米,它们揭示了极地冰冠之外复杂的地质表面,包括了可能是由冰火山形成的各种地貌(图24)。

在海卫一的表面,陨石坑随处可见,但数量并不多,而且很有可能大部分表面陨石坑的历史都不到10亿年。

海卫一另一个引人注目之处是,它拥有从极地冰冠喷发出来的间歇泉,能够喷出高约8千米的黑色粒子。

海卫一有些由氮晶体组成的高空云,类似于我们大气层中的卷云。

旅行者2号只能看到海卫一南极的冰冠,因为在旅行者2号飞过海卫一时,其北半球的大部分地区处于黑暗之中。

海卫一上的季节很奇特,这是海王星29.6°的自转轴倾角加上海卫一21°的轨道倾角共同作用的结果。

此外,海卫一的轨道平面围绕海王星的轴进动,因此,海卫一的一个完整季节周期并不等于海王星164年的轨道周期。

海卫一的一个完整季节周期为688年,其中包含164年的子周期。

在整个季节周期中,海卫一上的太阳可以垂直照射的纬度范围在北纬50°到南纬50°之间。

旅行者2号飞越海卫一时,海卫一正巧接近南极的夏至,太阳垂直照射南纬50°。

因此海卫一北半球大部分地区正处于黑暗之中,无法被观测到。

旅行者号观测到,在阳光照射下,海卫一的南极冰冠正在消退。

1997年从地球上的观测证实了海卫一南极冰冠会升华为气体的事实,表明自旅行者号与海卫一相遇以来,海卫一的大气压力在八年内增加了一倍。

与此同时,看不见的北极冰盖可能正在生长,因为大气中的氮凝结在北极寒冷的表面上。

图24 旅行者号拍摄的拼接图像覆盖了海卫一上2000千的区域。

上方是南,阳光从右上方照射过来。

南极冰冠参差不齐的边缘斜穿过图像的顶部。

长而窄的弯曲脊(沟)可能是冰火山的冰岩浆喷发的裂隙。

左下角平坦的平原和盆地可能是广阔的冰火山熔岩。

中间和右下角的涟漪区域被称为“哈密瓜地形”

,视觉上类似于甜瓜的表皮,但成因尚不清楚

[1] 潮汐力会引起潮汐变形(见132页),指当一个位于另一个天体的引力场时,这个天体会因为受到潮汐力而扭曲。

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