土卫六的神秘云团

[ 录入者:Melipal | 时间:2017-01-10 21:25:28 | 作者:Melipal 译 | 来源:NASA | 浏览:1422次 ]

原文标题:Titan's Mystery Clouds

编辑:Tony Greicius    原文来自:NASA   Posted: 2015. 12. 22

编译:Melipal   审校:Linq(编译版权所有,未经许可请勿转载)

下面这张对比图比较了NASA的卡西尼号探测器获取的两张图像。图像的拍摄时间彼此靠近,它们说明了一个奇怪的谜题:为何土卫六上的云团在一些图片中可见,但在其他图片中不可见?

图片提供:NASA/JPL-Caltech/SSI/Univ. Arizona/Univ. Idaho

上图是卡西尼号成像照相机获取的近红外影像,图中土卫六之上的天空看上去相对少云。但在较长波长的红外波段拍摄的下图中,卡西尼号看到了大片的明亮云团。虽然这两张照片是在不同波段拍摄的,但研究者认为,至少上图理应具备云团存在的一些线索。因此他们一直都在尝试理解这种差异背后的原理。

随着土卫六北半球夏季的来临,大气模型曾经预言,云层在北半球高纬度地区会愈发普遍,应该与2004年土卫六在南半球夏末期间南半球高纬度地区的所见类似。卡西尼号的成像科学子系统(ISS)与可见光和红外测绘光谱仪(VIMS)小组一直在观测土卫六,并记录在季节变化期间天气的改变。在土卫六湖泊和海洋集中的北极地区跟踪云层的浮现是尤其吸引人的。

卡西尼号在2016年7月6日和7月25日进行的土卫六“T120”与“T121”飞掠提供了在较长时间内针对北半球高纬度地区的观测,两次飞掠都有24小时以上的时间供研究使用。奇怪的是,ISS与VIMS的观测看上去彼此截然不同。在ISS的观测(上方的黑白图)中,地表特征轻易可辨,而只存在少数孤立云团。作为比较,VIMS的观测(下方的彩图)说明,两次飞掠期间都存在辽阔的云层覆盖。这些观测是在同一时期内进行的,因此光照角度以及云层本身的变化都不太可能导致看上去的不一致:VIMS在整个观测期内都看到了持久的大气特征,而ISS一直都能探测到地表特征,却只存在少数孤立云团。

这种差异性的成因源自土卫六多霾的大气,与ISS拍摄土卫六地表和低层大气所用的近红外波段(波长0.95微米)相比,VIMS敏感的长波红外线(波长最长5微米)更容易从其中穿过。在长波下,高空稀薄的卷云光学深度要比大气中的雾霾更大,但在ISS观测的短波波段却比雾霾光深为小,所以它们可以被VIMS探测到,却同时在ISS的雾霾图中看不到——这就好像是在地球上的雾霾天气观看薄云一样。这一现象自2016年7月之后就没有再次被观测到,不过卡西尼号在2017年任务最后的几个月中还有几次机会捕捉它,科学家到时将关注土卫六的天气是否会发生改变,如何改变。

这两张照片是作为T120飞掠的一部分,分别在2016年7月7日(VIMS)和8日(ISS)拍摄的。拍摄时探测器距离土卫六的距离分别是28000英里(45000千米,VIMS)和398000英里(640000千米,ISS)左右。VIMS的图像经过了处理,以增强云层的可见性。在这张假彩色照片中,云层看上去几乎是白色的,大气中的雾霾呈粉色,而地表区域呈绿色。

卡西尼号探测器是NASA、ESA(欧洲空间局)以及意大利空间局之间的合作项目。隶属于帕萨迪那(Pasadena)加州理工学院的喷气推进实验室为华盛顿的NASA科学任务理事会管理着该任务。JPL设计、开发并组装了卡西尼号轨道器及其搭载的两台照相机。卡西尼号成像操作的中心设在科罗拉多州玻尔得市(Boulder)的空间科学研究所。可见光和红外测绘光谱仪小组的大本营设在亚利桑那大学。

(全文完)

Tags:土卫六 云团

责任编辑:Melipal

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