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標 題: [科學人][發燒新鮮事] 土衛六，和地球如此相似！
發信站: 政大狂狷年少 (03/08/06 20:21:56 Wed)
土衛六，和地球如此相似！ < 摘自科學人雜誌 2005年4月號 >
除了具有大氣之外，「泰坦」和地球可能還有更多的共同點。
撰文╱邱淑慧
--------------------------------------------------------------------------
2004年平安夜那天，在距離我們12億公里之外，歐洲太空總署（ESA）的惠更斯
號探測器脫離了共同航行七年的卡西尼號太空船，獨自落入土衛六「泰坦」（
Titan）的濃密大氣裡。2005年1月14日，在眾多天文學家的歡呼聲中，惠更斯
號傳回了成功降落的訊息。這是除了月球之外，人類的儀器首度登上衛星。土
衛六是浩瀚太陽系中目前所知唯一具有濃密大氣的衛星，自從1655年3月25日荷
蘭天文學家惠更斯（Christiaan Huygens）發現它後，其神秘的面貌便一直隱
蔽在濃厚的大氣底下。終於在350年後的今天，我們已經可以靠近點仔細瞧瞧了。
http://sa.ylib.com/news/images/20050414-1.jpg
惠更斯號在降落的過程中，對土衛六地表拍攝的照片，與地球上河川的形貌十分
相似。
在惠更斯號墜入大氣的過程，直到距地表約20公里高處，才脫離由有機分子形成
的霧霾層（haze）。這是之前觀測所發現，存在大氣上方的一層霧狀構造。由惠
更斯號的偵測，發現其厚度竟向下延伸達200公里之多。也就在約20公里高處，
惠更斯號所負載的氣相層析質譜分析儀（GCMS）偵測到甲烷濃度突然提高，研究
人員據此研判大氣中有「甲烷雲」存在，甲烷雲是因甲烷凝結在碳水化合物微粒
上而形成。隨著逐漸降落，惠更斯號也拍攝了地表的照片，照片中可見許多樹枝
狀分佈的彎曲溝渠，由較明亮的高處向低處蜿蜒，簡直就像地球上河流的航照圖。
當惠更斯號降落地表，藉探測器底部的阻力鑽測計（penetrometer）測量撞擊的
力量及阻力，發現降落處的地質就像潮濕的沙地。接著，在降落後的三分鐘內，
惠更斯號還量測到甲烷濃度提高了30%，很可能是惠更斯號底部的高溫，造成周
遭液態碳水化合物蒸發所致。
http://sa.ylib.com/news/images/20050414-2.jpg
土衛六表面的冰狀卵石，其圓滑情形顯示可能曾遭液體侵蝕。
研究人員研判，ISS影像中反照率的不同，是由沉澱物質所造成，例如陰暗處表
示有較多碳水化合物堆積，而明亮處則主要為水冰。陰暗處可能是甲烷雨的沖刷，
使碳水化合物逐漸堆積在凹陷的區域，而惠更斯號在降落處的觀測情形，也證實
了較陰暗處地勢較低的看法。
http://sa.ylib.com/news/images/20050414-3.jpg
在土衛六的平流層外，有層薄霧環繞，經分析認為這就是航行者一號、二號探測
船所曾觀測到分離的霧霾層，但現在的高度（500公里）比航行者發現時高了
150~200公里，因此霾霧的產生或循環強度可能是有季節性的。
在ISS影像中，也可以看出彎曲的河道構造。而有些呈筆直延伸的大尺度暗線，
可能是如斷層般的地質現象。此外還有幾個隕石坑般的構造，雖然大氣可以阻擋
隕石撞擊，但以土衛六形成的歷史看來，在地表上看到的隕石坑數量還是太少，
可見它曾經歷過風蝕、河水侵蝕搬運或火山等地質作用而使地貌重塑。在極區與
赤道區，地貌則有明顯的差異，可能是季節變換下日積月累的結果。例如，在高
緯度地區，河流較寬、較深且長，可能是因為極區降雨較多的關係（南極上空有
較多的雲層）。
ISS也針對土衛六的大氣結構做了詳盡的分析。土衛六的雲主要分佈在南極上空，
在卡西尼號不同時間的觀測中，這些雲呈現出不同的形態，顯示有積雲對流的現
象；其次是中緯度地區的雲，有些呈東西方向拉長，數量較少，但在短時間內即
有明顯的變化，由此測量低層大氣的風速，發現風是由西向東吹，且在南緯約38
度的風速最高，大約是每秒34公尺，相當於地球上的12級風（颶風），比土衛六
本身的自轉速度還快，首度證實了土衛六對流層的超迴轉現象（super-rotation）。
http://sa.ylib.com/news/images/20050414-4.jpg
平流層上方的霧霾層，在低中緯度地區的上空，呈現出至少有12層的構造，並延
伸至距地表數百公里外。
儘管有許多推論都認為土衛六表面的確存在液態物質，然而，在這許多發現中，
始終沒有直接的證據可以證實。在反照率的分佈圖中，也沒有出現液態物質應會
有的較強反射。不過，我們對土衛六的探索才剛開始，卡西尼號在接下來三年多
的航程中，還有41次靠近土衛六的機會，期望能解開更多的謎團。除此之外，卡
西尼號也持續觀察土星與其他衛星，許多未曾見過的景象正陸續一一呈現在你我
眼前。關於卡西尼號的最新訊息可參見網頁
http://www.nasa.gov/mission-pages/cassini/main/index.html。
--------------------------------------------------------------- 完 --------
【欲閱讀完整全文，請參閱2005年4月號「土衛六，和地球如此相似！」一文。】
http://sa.ylib.com/news/newsshow.asp?FDocNo=667&CL=13#dic
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發信站: 政大狂狷年少 (03/08/06 20:21:56 Wed)
土衛六，和地球如此相似！ < 摘自科學人雜誌 2005年4月號 >
除了具有大氣之外，「泰坦」和地球可能還有更多的共同點。
撰文╱邱淑慧
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2004年平安夜那天，在距離我們12億公里之外，歐洲太空總署（ESA）的惠更斯
號探測器脫離了共同航行七年的卡西尼號太空船，獨自落入土衛六「泰坦」（
Titan）的濃密大氣裡。2005年1月14日，在眾多天文學家的歡呼聲中，惠更斯
號傳回了成功降落的訊息。這是除了月球之外，人類的儀器首度登上衛星。土
衛六是浩瀚太陽系中目前所知唯一具有濃密大氣的衛星，自從1655年3月25日荷
蘭天文學家惠更斯（Christiaan Huygens）發現它後，其神秘的面貌便一直隱
蔽在濃厚的大氣底下。終於在350年後的今天，我們已經可以靠近點仔細瞧瞧了。
http://sa.ylib.com/news/images/20050414-1.jpg
惠更斯號在降落的過程中，對土衛六地表拍攝的照片，與地球上河川的形貌十分
相似。
在惠更斯號墜入大氣的過程，直到距地表約20公里高處，才脫離由有機分子形成
的霧霾層（haze）。這是之前觀測所發現，存在大氣上方的一層霧狀構造。由惠
更斯號的偵測，發現其厚度竟向下延伸達200公里之多。也就在約20公里高處，
惠更斯號所負載的氣相層析質譜分析儀（GCMS）偵測到甲烷濃度突然提高，研究
人員據此研判大氣中有「甲烷雲」存在，甲烷雲是因甲烷凝結在碳水化合物微粒
上而形成。隨著逐漸降落，惠更斯號也拍攝了地表的照片，照片中可見許多樹枝
狀分佈的彎曲溝渠，由較明亮的高處向低處蜿蜒，簡直就像地球上河流的航照圖。
當惠更斯號降落地表，藉探測器底部的阻力鑽測計（penetrometer）測量撞擊的
力量及阻力，發現降落處的地質就像潮濕的沙地。接著，在降落後的三分鐘內，
惠更斯號還量測到甲烷濃度提高了30%，很可能是惠更斯號底部的高溫，造成周
遭液態碳水化合物蒸發所致。
http://sa.ylib.com/news/images/20050414-2.jpg
土衛六表面的冰狀卵石，其圓滑情形顯示可能曾遭液體侵蝕。
研究人員研判，ISS影像中反照率的不同，是由沉澱物質所造成，例如陰暗處表
示有較多碳水化合物堆積，而明亮處則主要為水冰。陰暗處可能是甲烷雨的沖刷，
使碳水化合物逐漸堆積在凹陷的區域，而惠更斯號在降落處的觀測情形，也證實
了較陰暗處地勢較低的看法。
http://sa.ylib.com/news/images/20050414-3.jpg
在土衛六的平流層外，有層薄霧環繞，經分析認為這就是航行者一號、二號探測
船所曾觀測到分離的霧霾層，但現在的高度（500公里）比航行者發現時高了
150~200公里，因此霾霧的產生或循環強度可能是有季節性的。
在ISS影像中，也可以看出彎曲的河道構造。而有些呈筆直延伸的大尺度暗線，
可能是如斷層般的地質現象。此外還有幾個隕石坑般的構造，雖然大氣可以阻擋
隕石撞擊，但以土衛六形成的歷史看來，在地表上看到的隕石坑數量還是太少，
可見它曾經歷過風蝕、河水侵蝕搬運或火山等地質作用而使地貌重塑。在極區與
赤道區，地貌則有明顯的差異，可能是季節變換下日積月累的結果。例如，在高
緯度地區，河流較寬、較深且長，可能是因為極區降雨較多的關係（南極上空有
較多的雲層）。
ISS也針對土衛六的大氣結構做了詳盡的分析。土衛六的雲主要分佈在南極上空，
在卡西尼號不同時間的觀測中，這些雲呈現出不同的形態，顯示有積雲對流的現
象；其次是中緯度地區的雲，有些呈東西方向拉長，數量較少，但在短時間內即
有明顯的變化，由此測量低層大氣的風速，發現風是由西向東吹，且在南緯約38
度的風速最高，大約是每秒34公尺，相當於地球上的12級風（颶風），比土衛六
本身的自轉速度還快，首度證實了土衛六對流層的超迴轉現象（super-rotation）。
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平流層上方的霧霾層，在低中緯度地區的上空，呈現出至少有12層的構造，並延
伸至距地表數百公里外。
儘管有許多推論都認為土衛六表面的確存在液態物質，然而，在這許多發現中，
始終沒有直接的證據可以證實。在反照率的分佈圖中，也沒有出現液態物質應會
有的較強反射。不過，我們對土衛六的探索才剛開始，卡西尼號在接下來三年多
的航程中，還有41次靠近土衛六的機會，期望能解開更多的謎團。除此之外，卡
西尼號也持續觀察土星與其他衛星，許多未曾見過的景象正陸續一一呈現在你我
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http://www.nasa.gov/mission-pages/cassini/main/index.html。
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【欲閱讀完整全文，請參閱2005年4月號「土衛六，和地球如此相似！」一文。】
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