水星新发现

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-07-14 15:30:20 | 作者: | 来源: | 浏览:3385次 ]

原文标题:New Discoveries at Mercury

作者:Dr. Tony Phillips   原文来自:http://science.nasa.gov/   Posted: 2008. 7. 3

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。

2008年7月3日:水星 的 磁场是“活跃”的 。火山喷射物包围了该行星 上庞大的 卡路里(Caloris)盆地。而水星 的 自我收缩比先前设想的 还要厉害。

这只是NASA的 信使号(MESSENGER)作出的 众多新发现中的 几项,该探测器于2008年1月14日飞掠了水星 。这些结果发表在7月4日《科学》杂志专刊的 11篇系 列论文中。

《科学》杂志的 6篇论文是关于行星 地表研究的 ,包括其色彩、矿物以及地形。举例来说,下面这张增强色图片揭示了卡路里盆地边缘的 火山喷射物迹象,该盆地是太阳系 中最大、最年轻的 撞击盆地之一:

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卡路里盆地以及毗邻地区的 彩色图象,盆地边缘之内的 橙色部分标示出了据信起源于火山的 地貌位置。大图请点击 更多请点击(图片提供:Science/AAAS)

布朗大学的 James Head是《科学》杂志一篇论文的 第一作者,他说:“结合水手10号与信使号的 数据,科学小组可以重建出整个卡路里盆地内部的 地质历史。盆地产生于太阳系 形成后头10亿年的 重撞击时代,成因是小行星 或彗星 的 撞击。与月海一样,跟随其后的 是火山活动期,产生的 岩浆流填充了盆地的 内区。这样的 火山作用造就了内区平原相对浅的 红色物质,其上又交叠了(较新的 )撞击环形山沉积物。”

在卡路里盆地找到的 火山喷射物解决了在行星 科学家中的 一场持久辩论:水星 上的 光滑平原,例如卡路里盆地的 内区,是由于岩浆喷射还是其他过程造就的 ?岩浆说取得了胜利。

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靠近卡路里盆地边缘的 地方,宽阔而平滑的 半球状结构以及盾状结构被解释为火山的 产物。肾状凹地周围的 明亮晕环可能是火山爆发喷射物的 沉积。大图请点击 示意图请点击(图片提供:Science/AAAS)

《科学》杂志上发表的 结果中,最激动人心的 一项涉及了水星 的 磁场。直到1970年代水手10号发现了水星 的 磁场之前,地球是唯一已知存在全球性磁场的 类地行星 。地磁场是炽热液态铁核的 搅动通过磁发电机机制产生的 。研究人员困惑于水星 磁场的 原因是,它的 铁核据信在很久以前就已冷却,不再产生磁场。一些研究者认为,磁场可能是过去时代的 残存,冻结在行星 外壳中。

信使号的 数据表明,与设想的 相反,水星 磁场似乎是由行星 中心的 活跃发电机产生的 。它并不是残存物。

马里兰州劳雷尔约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的 Brian Anderson说:“信使号的 测量表明,与地球类似,水星 的 磁场主要成分是偶极的 ,这意味着它有南磁极与北磁极。偶极磁场的 事实,以及没有发现可以标示磁化外壳的 短波反常特性,都支持了这样的 观点,也就是我们所目睹的 是当代的 发电机。我们正期待着10月的 飞越以及在轨的 年份,这样就可以知道在行星 其他地方的 情况,并证实磁场来自水星 核心的 理论了。”Anderson是一篇论文的 第一作者。

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被叶状陡坡扭曲的 环形山。更多实例请点击(图片提供:Science/AAAS)

水星 的 核心占据总质量的 60%,这比其他行星 的 核心至少要大上两倍。超大核心的 冷却导致的 是行星 显著的 收缩,其表现形式就是名为叶状陡坡(如右图)的 悬崖状“褶皱”。信使号的 首席研究员、华盛顿卡内基研究所的 Sean Solomon解释道:

“水星 最主要的 构造地形就是叶状陡坡,巨大的 悬崖标示着地壳的 断层,形成于附近区域的 收缩过程中。它们告诉我们的 是核心的 冷却对于地表演化的 重要性。在重撞击时代结束后,行星 核心区域的 冷却不仅为磁场发电机提供了能量,还导致了整个行星 的 收缩。信使号飞越传回的 数据表明,收缩程度至少比先前的 设想要大上1/3。”

这次飞越还第一次观测了水星 独特的 外逸层中的 带点粒子。外逸层是极端稀薄的 一层大气,分子彼此间距极大,与相互撞击的 概率相比,更有可能与行星 表面碰撞。外逸层中的 物质主要来自水星 自身的 表面,被太阳辐射、太阳风撞击与流星 体蒸发而吹到空中。

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来自科罗拉多大学的 论文作者Bill McClintock说:“信使号可以从3个地方观测水星 的 外逸层——日半球、昼夜分界线也就是明暗界线,以及长达25000英里(40000公里)的 钠尾。在外逸层中发现了氢、氦、钠、钾以及钙元素的 原子,其他元素几乎可以肯定也在这里存在着。这些原子被太阳辐射压加速,离开水星 ,并形成长长的 原子尾,飞离太阳。但它们的 丰度取决于所处地是白天还是黑夜,还有磁场与太阳风的 作用,可能还受纬度的 影响。”

“水星 外逸层极其活跃。”他对此大为惊讶。

另一项令人惊讶的 重要科学发现涉及水星 的 磁层,也就是环绕着行星 的 磁泡。密歇根大学的 Thomas Zurbuchen解释说:“水星 的 磁层充满了许多(种类的 带电粒子),有原子,也有分子。让人惊奇的 是,与木星 系 统中的 木卫一离子环相比,‘水星 离子云’的 复杂性更高,组分更为繁杂。”云中的 成分与太阳风并不相符,研究者因此得出的 结论是“物质来自行星 的 表面。这一观测意味着,此次飞越率先勘察了表面的 组分。”

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来自信使号FIPS传感器的 数据揭示了水星 离子云的 成分。大图请点击 更多请点击(图片提供:Science/AAAS)

APL的 信使号任务科学家Ralph McNutt评论道:“当你仰望天空中的 行星 时,它看起来只是个简简单单的 光点。但当你通过信使号的 所有‘感官’经历过水星 近距离飞越,在不同波段看过它,感受它的 磁场性质,接触它的 地表特征与高能粒子之后,你所感知的 就是个复杂的 系 列,而不再仅仅是个岩石金属球体了。”

Solomon补充说:“尤显非凡的 是,如此丰饶的 数据富矿来自两天的 成像观测、仅仅30分钟的 行星 磁层与外逸层采样,还有10分钟不到的 高度测量,还有在最近距离飞越前后收集的 其他数据。信使号的 飞越是一次巨大的 成功。”

而这仅仅是开始。另外两次飞越安排在了2008年10月以及2009年9月。之后,信使号将于2011年真正进入环水星 的 轨道。激动人心的 时刻还在前面等待着。请继续关注Science@NASA的 更新报道。

(全文完)

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