[科普中國(guó)]-土衛(wèi)二

簡(jiǎn)介

土衛(wèi)二（Enceladus）是土星的第六大衛(wèi)星， 于1789年被威廉·赫歇爾所發(fā)現(xiàn)。 在旅行者號(hào)于1980年代探測(cè)土星之前，人們只知道土衛(wèi)二是一個(gè)被冰覆蓋的衛(wèi)星。旅行者號(hào)顯示土衛(wèi)二直徑約為500公里（相當(dāng)于土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六直徑的十分之一），而且其表面幾乎能反射百分之百的陽(yáng)光。旅行者1號(hào)發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二的軌道位于土星E環(huán)最稠密的部分，表明兩者之間可能存在某種聯(lián)系；而旅行者2號(hào)則發(fā)現(xiàn)：盡管該衛(wèi)星體積不大，但是在其表面既存在古老的撞擊坑構(gòu)造，又存在較為年輕的、地質(zhì)活動(dòng)所造成的扭曲地形構(gòu)造——其中一些地區(qū)的地質(zhì)年代甚至只有1億年。

為了探索土衛(wèi)二，美國(guó)宇航局于二十世紀(jì)末發(fā)射卡西尼號(hào)太空船，并于二十一世紀(jì)初抵達(dá)土星附近，為科學(xué)研究提供了大量的數(shù)據(jù)。探究表明，土衛(wèi)二是外太陽(yáng)系中迄今為止觀測(cè)到存在地質(zhì)噴發(fā)活動(dòng)的三個(gè)星體之一（另外兩個(gè)分別是木衛(wèi)一和海衛(wèi)一）。分析認(rèn)為噴射的物質(zhì)是星體表面以下的液態(tài)水；同時(shí)，在噴射的羽狀物中亦發(fā)現(xiàn)了奇特的化學(xué)成分，因此土衛(wèi)二也被認(rèn)為是天體生物學(xué)的重要研究對(duì)象。 2015年3月，東京大學(xué)、日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)等與歐美的國(guó)際團(tuán)隊(duì)一道，在土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)存在熱水的環(huán)境。這是人類首次在太陽(yáng)系中發(fā)現(xiàn)存在于地球之外的可供生命存在的環(huán)境。

2017年4月14日，北京時(shí)間凌晨2點(diǎn)，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）在華盛頓總部的詹姆斯·韋伯禮堂召開新聞發(fā)布會(huì)，宣布土衛(wèi)二上具備生命所需的所有元素，而情況相似的木衛(wèi)二同樣有潛力。

探索歷史1789年8月28日，威廉·赫歇爾在第一次使用他的1.2米望遠(yuǎn)鏡（當(dāng)時(shí)世界上直徑最大的望遠(yuǎn)鏡）時(shí)發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)二其實(shí)在1787年，赫歇爾就已經(jīng)通過(guò)他的16.5厘米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到這顆衛(wèi)星，只是當(dāng)時(shí)未得到確認(rèn)。由于土衛(wèi)二糟糕的視星等（高達(dá)11.7等），同時(shí)它又靠近明亮得多的土星及其光環(huán)，從地球上很難觀測(cè)到這顆衛(wèi)星，只有通過(guò)透鏡直徑達(dá)15-30厘米的望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到，這還取決于當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鉅顩r和光污染程度。作為太空時(shí)代之前發(fā)現(xiàn)的眾多土星衛(wèi)星之一，土衛(wèi)二的最佳觀測(cè)時(shí)間是在環(huán)面穿越時(shí)期，此時(shí)土星環(huán)垂直于地球運(yùn)行點(diǎn)的切線在地球上只能觀測(cè)到一條細(xì)線，土星環(huán)的亮度大為降低，故為觀測(cè)土衛(wèi)二的最佳時(shí)機(jī)。

直到旅行者號(hào)計(jì)劃實(shí)施后，對(duì)土衛(wèi)二的觀測(cè)才得到顯著改善，而之前科學(xué)家所掌握的資料僅僅包括了該衛(wèi)星的軌道特征及對(duì)其質(zhì)量、密度和反照率的約略估計(jì)。

兩艘旅行者飛船獲得了第一組土衛(wèi)二的特寫鏡頭，其中旅行者1號(hào)是第一艘與土衛(wèi)二擦肩而過(guò)的人造飛行器它于1980年11月11日在距土衛(wèi)二20萬(wàn)2千公里處掠過(guò)。 盡管在這個(gè)距離上獲得的影像資料分辨率較低，但是仍然顯示土衛(wèi)二擁有一個(gè)高反照率并缺乏撞擊坑的地表，這表明該衛(wèi)星地表的地質(zhì)年齡較低。旅行者1號(hào)亦證實(shí)土衛(wèi)二的運(yùn)行軌道恰好位于土星E環(huán)的稠密處；結(jié)合土衛(wèi)二的年輕地表分析，參與旅行者飛船計(jì)劃的科學(xué)家認(rèn)為E環(huán)是由土衛(wèi)二地表所噴射出的顆粒組成的。旅行者2號(hào)于1981年8月26日在距土衛(wèi)二8萬(wàn)7010公里處飛掠而過(guò)，從而獲得了關(guān)于這顆衛(wèi)星更為清晰的影像資料，這些資料展示了這顆衛(wèi)星年輕地表的諸多特征，也表明在這顆衛(wèi)星的不同地區(qū)，其地質(zhì)年齡存在極大不同。在該衛(wèi)星北半球中、高緯度地區(qū)，存在著大量的撞擊坑，而在靠近赤道的地區(qū)，撞擊坑的分布則相對(duì)較少。這種多樣性的地貌特征與地質(zhì)年齡古老、撞擊坑眾多的土衛(wèi)一（該衛(wèi)星較土衛(wèi)二稍?。┬纬闪缩r明對(duì)比。這種年輕地貌的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界引起了很大轟動(dòng)——當(dāng)時(shí)還沒有任何理論可以解釋為何一顆體積如此之小的天體（相較于暴烈的木衛(wèi)一，它已經(jīng)處于冷卻狀態(tài)）依然存在著地質(zhì)活動(dòng)。不過(guò)，旅行者2號(hào)的觀測(cè)數(shù)據(jù)并不能證明土衛(wèi)二現(xiàn)階段是否仍存在地質(zhì)活動(dòng)，也無(wú)法確認(rèn)該衛(wèi)星是否就是E環(huán)物質(zhì)的來(lái)源地。

這些謎團(tuán)直到2004年7月1日卡西尼號(hào)太空船進(jìn)入環(huán)土星軌道后才得以解決。在旅行者2號(hào)觀測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上土衛(wèi)二成為了卡西尼號(hào)飛船計(jì)劃的一個(gè)優(yōu)先觀測(cè)目標(biāo)?？ㄎ髂崽?hào)在1500公里范圍內(nèi)數(shù)次有目的性的飛掠，及在10萬(wàn)公里范圍內(nèi)眾多非目的性的飛掠提供了大量的觀測(cè)資料。迄今為止，卡西尼號(hào)共進(jìn)行了4次近距離的飛掠，獲得了眾多關(guān)于土衛(wèi)二表面的意義重大的信息，并發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星南極地區(qū)發(fā)生的含有水蒸氣和復(fù)雜碳?xì)浠衔锏膰娚洮F(xiàn)象這些發(fā)現(xiàn)也促使卡西尼號(hào)的飛行軌道做出改變，對(duì)土衛(wèi)二實(shí)施更近距離的飛掠，其中包括2008年3月的一次近距離相遇。在該次相遇中，卡西尼號(hào)對(duì)土衛(wèi)二進(jìn)行了精度達(dá)到52公里以內(nèi)的探測(cè)。2008年至2010年間卡西尼號(hào)的后續(xù)任務(wù)包括了7次對(duì)土衛(wèi)二的近距離飛掠，其中2008年下半年的兩次飛掠距離近達(dá)50公里，

卡西尼號(hào)在土衛(wèi)二上的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了數(shù)項(xiàng)研究計(jì)劃的跟進(jìn)。2007年，美國(guó)國(guó)家航空航天局完成了一項(xiàng)向土衛(wèi)二發(fā)射軌道飛行器并詳細(xì)研究南極地區(qū)羽狀噴射物的計(jì)劃的概念性研究，遺憾的是該計(jì)劃未得到進(jìn)一步實(shí)施。歐洲空間局也計(jì)劃向土衛(wèi)二發(fā)射探測(cè)器，該計(jì)劃將與土衛(wèi)六的研究計(jì)劃共同實(shí)施。

“土衛(wèi)六-土星計(jì)劃”是美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲空間局聯(lián)合提出的一項(xiàng)旨在探測(cè)土星系衛(wèi)星（包括土衛(wèi)二）的計(jì)劃，與之相競(jìng)爭(zhēng)的則是“木衛(wèi)二-木星計(jì)劃”。2009年2月，美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲空間局宣布將優(yōu)先實(shí)施木衛(wèi)二-木星計(jì)劃，同時(shí)也將繼續(xù)研究土衛(wèi)六-土星計(jì)劃的可行性擇機(jī)實(shí)施。

二十世紀(jì)末發(fā)射，并于二十一世紀(jì)初抵達(dá)土星附近的卡西尼號(hào)太空船則提供了大量的數(shù)據(jù)，解開了旅行者探訪之后留下的諸多疑團(tuán)。在2005年，卡西尼飛船數(shù)次近距離掠過(guò)土衛(wèi)二獲得了該衛(wèi)星表面及其環(huán)境的大量數(shù)據(jù)特別是發(fā)現(xiàn)了從該衛(wèi)星南極地區(qū)噴射出的富含水分的羽狀物。該發(fā)現(xiàn)以及可探測(cè)到的逃逸內(nèi)能的存在、南極地區(qū)極少存在撞擊坑的情況，共同證明了土衛(wèi)二至今仍然存在地質(zhì)活動(dòng)在巨行星的衛(wèi)星系統(tǒng)中許多衛(wèi)星都會(huì)成為軌道共振的犧牲品這會(huì)導(dǎo)致星體震動(dòng)和軌道的擾動(dòng)，而對(duì)于更加靠近行星的衛(wèi)星，潮汐效應(yīng)則會(huì)加熱行星的內(nèi)部這或許可以解釋土衛(wèi)二的地質(zhì)活動(dòng)。

衛(wèi)星命名土衛(wèi)二（恩克拉多斯）以希臘神話中的巨人恩克拉多斯命名。該名字及其他六顆第一批被發(fā)現(xiàn)的土星衛(wèi)星的名稱都由威廉·赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾在其1847年出版的《在好望角天文觀測(cè)的結(jié)果》（Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope）中率先提出。如此命名的理由是：土星所代表的農(nóng)神薩圖爾努斯即為希臘神話中泰坦族的領(lǐng)袖克羅諾斯。

國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)以阿拉伯文學(xué)作品《一千零一夜》中的人名和地名命名土衛(wèi)二的地表構(gòu)造。其中撞擊坑以人物命名，其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)如深谷、山脊、平原和槽溝則以地點(diǎn)命名。迄今為止國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)共正式命名了57處地質(zhì)結(jié)構(gòu)，另有22處于1982年為旅行者號(hào)所發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)亦得到了命名，此外，對(duì)2005年卡西尼號(hào)在其三次飛掠中發(fā)現(xiàn)的35處地質(zhì)結(jié)構(gòu)的命名也于2006年11月獲得了認(rèn)可。這些被認(rèn)可的命名包括了撒馬爾罕槽溝，阿拉丁隕石坑和錫蘭平原等。

物理特征大小：513.2×502.8×496.6公里

平均半徑：252.1 ± 0.1公里（0.0395倍地球半徑)

質(zhì)量：(1.08022 ± 0.00101)×1020千克(1.8×10M)

平均密度：1.6096 ± 0.0024克/立方厘米

赤道表面重力：0.111m/s(0.0113倍地球表面重力)

宇宙速度：0.239 公里/秒 (860.4 公里/小時(shí))

軸傾斜：0

反照率：1.375 ± 0.008 (幾何反照率)

表面溫度（熱力學(xué)溫標(biāo)）：最小平均最大32.9 K75 K145 K

星等：11.7

大氣組成：

91%水汽

4%氮

3.2%二氧化碳1.7

%甲烷

地形地貌土衛(wèi)二是一顆相對(duì)較小的衛(wèi)星，平均直徑為505公里，只有月球直徑的七分之一，比不列顛島的最大長(zhǎng)度還稍小而其大小也和不列顛島不相上下。而亞利桑那州和科羅拉多州也能夠容得下這顆衛(wèi)星。不過(guò)若論其球體面積則比以上這些區(qū)域要大得多，它的面積達(dá)80萬(wàn)平方公里，相當(dāng)于莫桑比克的國(guó)土面積，比得克薩斯州大15%土衛(wèi)二的質(zhì)量和直徑都位列土星衛(wèi)星的第六位，居于土衛(wèi)六（5150公里）、土衛(wèi)五（1530公里）、土衛(wèi)八（1440公里）、土衛(wèi)四（1120公里）和土衛(wèi)三（1050公里）之后。它也是土星擁有的最小的球狀衛(wèi)星之一除了它和土衛(wèi)一（390公里）之外，其他的小衛(wèi)星均為不規(guī)則形狀，

事實(shí)上土衛(wèi)二為一個(gè)扁平橢球體，依據(jù)卡西尼號(hào)發(fā)回的照片進(jìn)行測(cè)算土衛(wèi)二的三軸長(zhǎng)度為513（a）×503（b）×497（c）公里，其中（a）為面向土星面與背向土星面兩極間的距離，（b）為星體凹面與凸面兩極間的距離，（c）為南極與北極之間的距離。土衛(wèi)二圍繞其短軸自轉(zhuǎn)，而其長(zhǎng)軸則成放射狀地偏離土星。

表面1981年8月，旅行者2號(hào)在人類歷史上首次近距離地觀測(cè)土衛(wèi)二。對(duì)獲得的圖像信息進(jìn)行分析后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了至少五種不同的地形，包括撞擊坑地形、平坦地形（較年輕），而在平坦地形附近，則往往分布著山脊另外還觀測(cè)到大量的線性地縫和懸崖。鑒于在平坦地區(qū)分布的撞擊坑較少，科學(xué)家推測(cè)這些平坦地區(qū)的形成時(shí)間可能只有幾億年。所以，在較近的一段地質(zhì)時(shí)間里，土衛(wèi)二上必然發(fā)生了諸如“水火山”之類的地質(zhì)活動(dòng)，才能使得原先千瘡百孔的地表平整如初。固態(tài)水（冰）使得土衛(wèi)二表面發(fā)生了很大變化，使其成為太陽(yáng)系中反射率最大的天體它的幾何反照率高達(dá)138%。正因?yàn)樗瓷淞巳绱酥嗟年?yáng)光，其平整地表的夜間溫度僅為-198℃（較其他土星衛(wèi)星寒冷）。卡西尼號(hào)在2005年2月17日、3月9日、7月14日三次飛掠土衛(wèi)二觀測(cè)到了土衛(wèi)二表面的更多細(xì)節(jié)。例如旅行者2號(hào)所觀測(cè)到的平坦地形實(shí)際上是一些撞擊坑分布較少的地區(qū)，這類地區(qū)還分布有山脊和懸崖同時(shí)在地質(zhì)年齡較大、撞擊坑分布密集的地區(qū)，還發(fā)現(xiàn)了數(shù)目眾多的地縫這證明在撞擊坑大量形成之后，這一地區(qū)還經(jīng)歷了劇烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)另外在旅行者2號(hào)過(guò)去未詳細(xì)勘測(cè)的地區(qū)，亦發(fā)現(xiàn)了幾處較年輕的地形如南極附近的一處古怪地形。

從土衛(wèi)二噴射而出的水冰射流看似從土星明亮一側(cè)掠過(guò)。這張照片是由美宇航局“卡西尼”號(hào)飛船拍攝的。實(shí)際上，土衛(wèi)二的運(yùn)行軌道距土星大氣頂端大約11.2萬(wàn)英里(約合18萬(wàn)公里)。土衛(wèi)二的冰冷間歇泉發(fā)現(xiàn)于2005年，它們位于這顆星球南半球的斷裂帶，據(jù)認(rèn)為其噴射動(dòng)力源于地表下的液態(tài)水層。

撞擊坑

撞擊坑是太陽(yáng)系許多天體上存在的普遍現(xiàn)象。土衛(wèi)二的許多區(qū)域都被分布密度不同、破損程度不同的撞擊坑群所覆蓋。在旅行者2號(hào)觀測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，科學(xué)家根據(jù)撞擊坑分布密度的不同將其分為三類撞擊坑地形單元。其中ct1和ct2雖然在撞擊坑破損程度上有所不同，但都包含了數(shù)目眾多的、直徑達(dá)10-20公里的撞擊坑；而cp則是分布有少量撞擊坑的平坦地區(qū)。這種基于撞擊坑密度（及與此相關(guān)的地表年齡）而進(jìn)行的撞擊坑地形細(xì)分支持了認(rèn)為土衛(wèi)二曾經(jīng)歷過(guò)多階段的地表重塑的觀點(diǎn)。近期卡西尼號(hào)的觀測(cè)則提供了關(guān)于ct2和cp地形單元的更多詳細(xì)信息。這些高分辨率照片顯示土衛(wèi)二的許多撞擊坑都出現(xiàn)了由粘性崩塌和結(jié)構(gòu)性裂痕導(dǎo)致的嚴(yán)重破損。粘性崩塌是重力的作用所造成的撞擊坑及其他水冰構(gòu)成的地形的破損，這個(gè)作用過(guò)程需要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)間，并將最終使該地區(qū)的地勢(shì)趨于平緩。這個(gè)作用的效果取決于冰的溫度，因?yàn)橄噍^于溫度較低、質(zhì)地較硬的冰，溫度較高的冰更容易遭到破壞。經(jīng)歷了粘性崩塌作用的撞擊坑一般都有一個(gè)凸形底部，有時(shí)甚至只剩下一圈坑緣。圖八左上角的大撞擊坑——頓雅扎德撞擊坑所擁有的凸形底部即是粘性崩塌作用的例證。另外，土衛(wèi)二表面的許多撞擊坑也已遭到結(jié)構(gòu)性裂痕的嚴(yán)重破壞。照片底部中央偏右直徑近10公里的撞擊坑即是證明：寬度只有數(shù)百米至一千米的細(xì)長(zhǎng)的裂痕已經(jīng)嚴(yán)重破壞了該撞擊坑的邊緣和底部。迄今為止，幾乎所有位于ct2地形單元中的撞擊坑都有構(gòu)造性變形的跡象粘性崩塌和結(jié)構(gòu)性裂痕的作用都證明了——盡管撞擊坑地形地區(qū)是土衛(wèi)二上地質(zhì)年齡最大、撞擊坑留存度最高的地區(qū)，但其中的幾乎所有撞擊坑都已處于某種被破壞的階段。

地質(zhì)構(gòu)造

旅行者2號(hào)在土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)了幾種地質(zhì)構(gòu)造，包括槽溝、懸崖和山脊等。近期卡西尼號(hào)的觀測(cè)表明土衛(wèi)二上改變地貌的主要方式是構(gòu)造作用。土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)的一種更加引人關(guān)注的地質(zhì)構(gòu)造是裂痕，這些峽谷能夠延伸至200公里長(zhǎng)，寬度為5-10公里，深度為1公里。圖七顯示了一條典型的大裂痕切割那些地質(zhì)年齡較大、已經(jīng)遭到結(jié)構(gòu)性破壞的地區(qū)的景象。圖八底部亦顯示了這種地質(zhì)構(gòu)造。裂痕是一種較年輕的地質(zhì)構(gòu)造，因?yàn)樗ǔ１憩F(xiàn)為切割其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)裂痕兩壁有突出的露頭。

土衛(wèi)二上存在構(gòu)造作用的另一例證是槽溝結(jié)構(gòu)，它由一系列呈曲線狀的槽溝和山脊構(gòu)成。這種條紋狀結(jié)構(gòu)最初是由旅行者2號(hào)發(fā)現(xiàn)的，通常是平坦地形與撞擊坑地形的分野標(biāo)志。在圖六和圖十中均可見到這種地質(zhì)構(gòu)造（圖十中的為撒馬爾罕槽溝）。這種槽溝地形容易令人聯(lián)想起木衛(wèi)三上的相似地貌。不過(guò)土衛(wèi)二的槽溝構(gòu)造要比后者復(fù)雜：木衛(wèi)三上的槽溝為平行排列，而土衛(wèi)二的槽溝排列則顯得較為凌亂，形狀也多為鋸齒狀。引人關(guān)注的是卡西尼號(hào)在對(duì)撒馬爾罕槽溝進(jìn)行觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些暗點(diǎn)（直徑125-750米），它們平行排列于槽溝旁，有推測(cè)認(rèn)為這些暗點(diǎn)是位于該地區(qū)的陷坑。

除此之外，土衛(wèi)二表面還有多種地質(zhì)構(gòu)造。圖九顯示了一種狹窄的斷裂地形（通常有數(shù)百米寬），該地形由卡西尼號(hào)發(fā)現(xiàn)。這些裂縫常常貫穿于撞擊坑地形之中，其深度也只有一兩百米。其中的許多裂縫在其形成過(guò)程中受到了撞擊坑所產(chǎn)生的微薄表土的影響，導(dǎo)致裂紋走向經(jīng)常發(fā)生變化。

平坦地形

旅行者2號(hào)在土衛(wèi)二表面發(fā)現(xiàn)了兩種平坦地形。這些地形的地勢(shì)起伏較小，較之撞擊坑地形，其撞擊坑數(shù)目也很少這表明這種地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)生年代較晚。其中的典型——錫蘭平原，從照片上就未發(fā)現(xiàn)可見的撞擊坑。而在錫蘭平原西南方的另一個(gè)平坦地形，則縱橫交錯(cuò)著數(shù)條槽溝和懸崖。其后，卡西尼號(hào)也曾觀測(cè)過(guò)這些平坦地形，其中包括了錫蘭平原和蒂雅平原，并拍下了高分辨率的照片。這些照片顯示這些地形中其實(shí)布滿了較低的山脊和較淺的裂縫。目前認(rèn)為，其中的裂縫是由于剪切形變?cè)斐傻?。其中拍攝的錫蘭平原的照片顯示該地區(qū)仍存在著一定數(shù)量的微小撞擊坑——依據(jù)這些撞擊坑估計(jì)，該地區(qū)地表的年齡從1.7億年到37億年不等，具體年齡取決于撞擊坑的分布情況。

卡西尼號(hào)對(duì)土衛(wèi)二表面進(jìn)行觀測(cè)的區(qū)域的擴(kuò)大使得更多的平坦地形得以發(fā)現(xiàn)，特別是在土衛(wèi)二朝向軌道運(yùn)動(dòng)方向的球面上。這些地形上布滿了數(shù)目眾多的槽溝和山脊，類似于南極地區(qū)的變形構(gòu)造。這些地形正好位于錫蘭平原和蒂雅平原的球體對(duì)立面上，表明這一地區(qū)受到了土星引力潮汐的影響。

南極地區(qū)

2005年7月14日，科學(xué)家在卡西尼號(hào)飛掠土衛(wèi)二時(shí)拍攝的照片中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)位于南極地區(qū)、產(chǎn)生構(gòu)造變形的特別區(qū)域。該地區(qū)位于北緯60°區(qū)域，其間遍布裂縫和山脊，同時(shí)也存在著少量微型撞擊坑，這表明這是土衛(wèi)二表面最年輕的地貌，同時(shí)也是所有中等大小的冰凍衛(wèi)星上的最年輕地貌；其間的撞擊坑構(gòu)造表明該地區(qū)的某些區(qū)域可能只有5萬(wàn)年的歷史，甚至可能更年輕?？拷搮^(qū)域的中心區(qū)分布著4個(gè)裂縫帶，以及眾多的山脊——這些山脊被非正式地命名為“虎皮條紋”。這些裂縫可能是該地區(qū)最年輕的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，它們的四周分布著呈薄荷綠色、帶有粗糙紋理的冰體——這些冰體在其他地區(qū)常常出現(xiàn)在巖石露頭中或裂縫壁上。在該地區(qū)的平坦地帶中亦發(fā)現(xiàn)了“藍(lán)”冰，這表明該地區(qū)十分年輕，以致還未來(lái)得及被覆蓋上一層來(lái)自E環(huán)的帶有細(xì)密紋理的冰體?？梢姽夂图t外線測(cè)繪分光計(jì)（VIMS）的探測(cè)結(jié)果表明分布于“虎皮斑紋”四周的綠色物質(zhì)在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與土衛(wèi)二的其他地表物質(zhì)存在差異，同時(shí)在“虎皮斑紋”中發(fā)現(xiàn)了透明的冰體，這說(shuō)明這一地質(zhì)構(gòu)造十分年輕（可能小于1千年），或者該地質(zhì)構(gòu)造表面的冰體近期曾受到熱源影響。另外，該儀器還在“虎皮斑紋”中測(cè)得結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，這在該衛(wèi)星上尚屬首次發(fā)現(xiàn)。

在7月14日的飛掠中，卡西尼號(hào)對(duì)南極地區(qū)分布“藍(lán)”冰的地區(qū)之一進(jìn)行了觀測(cè)，并拍下了高分辨率的照片，照片顯示該地區(qū)存在著劇烈的地質(zhì)變形，并發(fā)現(xiàn)了一些直徑為10—100米的巨石。

土衛(wèi)二南極地區(qū)四周環(huán)繞著一系列相互平行的、呈Y形和V形的山脊和峽谷。這些山脊和峽谷的形狀、走向和位置都表明它們是土衛(wèi)二的整體形變?cè)斐傻?。最近，存在著兩種理論解釋這種地形形變的產(chǎn)生。第一種認(rèn)為：土衛(wèi)二繞土星運(yùn)行的軌道縮小了，從而導(dǎo)致土衛(wèi)二自轉(zhuǎn)速度的提高，這種變化進(jìn)而導(dǎo)致土衛(wèi)二自轉(zhuǎn)軸的調(diào)整。第二種理論認(rèn)為大量從土衛(wèi)二內(nèi)部噴發(fā)出的溫暖的、低密度的物質(zhì)導(dǎo)致了這種地形所在區(qū)域從土衛(wèi)二南半球中緯度地區(qū)位移至高緯度地區(qū)。結(jié)果，土衛(wèi)二的橢球體將會(huì)因?yàn)檫@種變化做出相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù)自轉(zhuǎn)軸變化理論所得出的推導(dǎo)結(jié)果之一是土衛(wèi)二的南北兩極均曾有過(guò)類似的地形變化。 不過(guò)與推論相反，土衛(wèi)二的北極地區(qū)卻密布著撞擊坑，且地質(zhì)年齡也較南極地區(qū)大得多。土衛(wèi)二地殼的厚薄不均或許可以解釋這種差異。這種地殼厚度的變化得到了南極地區(qū)邊緣Y形、V形地形和毗鄰南極的地區(qū)地質(zhì)年齡之間相互關(guān)聯(lián)的佐證：Y形的、不連貫的地形和縱貫?zāi)媳钡臄嗔褞Ь禽^年輕的地形，推測(cè)亦認(rèn)為這種地形對(duì)應(yīng)的地殼厚度較??；而V形地形則毗鄰著那些地質(zhì)年齡較大、撞擊坑分布稠密的地區(qū)。

冰火山在80年代初期旅行者號(hào)對(duì)土衛(wèi)二進(jìn)行了觀測(cè)之后，科學(xué)家們基于以下理由認(rèn)為該星體可能存在著地質(zhì)活動(dòng)：年輕的、具有高反射度的表面和其處于E環(huán)核心區(qū)的位置。 土衛(wèi)二和E環(huán)的聯(lián)系使科學(xué)家猜想認(rèn)為土衛(wèi)二正是E環(huán)上散布的物質(zhì)的來(lái)源——即從土衛(wèi)二內(nèi)部噴射出的水蒸氣最終構(gòu)成了E環(huán)。不過(guò)，旅行者號(hào)的觀測(cè)結(jié)果未能提供確鑿證據(jù)證明土衛(wèi)二現(xiàn)今仍處于活躍狀態(tài)。不過(guò)之后的卡西尼號(hào)上承載了多種儀器，通過(guò)這些儀器的觀測(cè)，科學(xué)家最終發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)二上存在著噴發(fā)水和其他易揮發(fā)物質(zhì)、而非硅酸鹽石塊的冰火山。2005年1月和2月，卡西尼號(hào)上的成像科學(xué)子系統(tǒng)（ISS）首次觀測(cè)到土衛(wèi)二南極地區(qū)噴發(fā)出的由細(xì)小冰晶構(gòu)成的羽狀物。在2005年2月17日的飛掠中，磁力計(jì)觀測(cè)到的關(guān)于土衛(wèi)二大氣的數(shù)據(jù)也證明之前成像科學(xué)子系統(tǒng)所觀測(cè)到的現(xiàn)象是真實(shí)的——該數(shù)據(jù)顯示當(dāng)時(shí)土衛(wèi)二附近的離子回旋波的能量有所增強(qiáng)。離子回旋波是離子和磁場(chǎng)相互作用的產(chǎn)物，通過(guò)測(cè)定離子回旋波的頻率可以確定物質(zhì)的構(gòu)成——經(jīng)過(guò)測(cè)定，這種物質(zhì)是經(jīng)過(guò)電離的水蒸氣。在其后的兩次飛掠中，磁力計(jì)發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二大氣中的氣體大部分都集中于南極地區(qū)，其他地區(qū)的大氣濃度則相對(duì)十分稀薄。在2月17日和7月14日的飛掠中，紫外線攝譜儀（UVIS）觀測(cè)到兩例掩星現(xiàn)象。在2月的飛掠中，紫外線攝譜儀未能找到土衛(wèi)二赤道地區(qū)存在大氣的證據(jù)，但在7月飛掠觀測(cè)掩星現(xiàn)象的過(guò)程中探測(cè)到了水蒸氣的存在。

卡西尼號(hào)偶然地穿越了氣體云，離子和中性粒子分光計(jì)（INMS）和宇宙塵埃分析儀（CDA）從而能夠直接獲取羽狀物的樣本。離子和中性粒子分光計(jì)對(duì)氣體云的物質(zhì)構(gòu)成進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其中大部分為水蒸氣，并包含少量的分子態(tài)氮、甲烷和二氧化碳。宇宙塵埃分析儀發(fā)現(xiàn)“越靠近土衛(wèi)二，顆粒物質(zhì)數(shù)量越多”，這證明土衛(wèi)二的確是E環(huán)物質(zhì)的主要來(lái)源地。離子和中性粒子分光計(jì)以及宇宙塵埃分析儀的數(shù)據(jù)表明卡西尼號(hào)穿越的氣體云確為冰火山所噴發(fā)的、富含水分的羽狀物，這種羽狀物來(lái)源于南極地區(qū)的噴射口。

2005年11月，這種噴射活動(dòng)得到了進(jìn)一步的確認(rèn)，成像科學(xué)子系統(tǒng)拍攝到了土衛(wèi)二南極地區(qū)類似噴泉的冰晶噴射活動(dòng)。（實(shí)際上，在之前的2005年2月，卡西尼號(hào)已經(jīng)拍攝到羽狀物，只是仍需要進(jìn)一步對(duì)高相位角度拍攝的照片——即當(dāng)太陽(yáng)處于土衛(wèi)二身后時(shí)所拍攝的照片——進(jìn)行研究以真正確認(rèn)其存在，這些照片還需要同其他土星衛(wèi)星的高相位照片進(jìn)行對(duì)比。）11月的觀測(cè)結(jié)果顯示了羽狀物的完整結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)該羽狀物由數(shù)個(gè)獨(dú)立的噴射活動(dòng)的噴射物（或許來(lái)自數(shù)個(gè)不同的噴射口）共同構(gòu)成，并擴(kuò)展至距衛(wèi)星表面近500公里的地區(qū)。這一觀測(cè)結(jié)果使得土衛(wèi)二成為第四顆被證實(shí)存在火山活動(dòng)的太陽(yáng)系天體，之前的三顆分別是地球、海衛(wèi)一和木衛(wèi)一。2007年10月，在成像科學(xué)子系統(tǒng)觀測(cè)到塵埃噴射活動(dòng)的同時(shí)，紫外線攝譜儀亦觀測(cè)到了氣體噴射活動(dòng)。

2008年3月12日的飛掠使卡西尼號(hào)獲得了進(jìn)一步的觀測(cè)機(jī)會(huì)。觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示羽狀物中含有更多的化學(xué)物質(zhì)，包括簡(jiǎn)單的和復(fù)雜的碳?xì)浠衔?，如丙烷、乙烷和乙炔。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)提高了土衛(wèi)二表面存在生命的可能性。卡西尼號(hào)上的離子和中性粒子分光計(jì)對(duì)羽狀物的物質(zhì)構(gòu)成進(jìn)行測(cè)量后發(fā)現(xiàn)其與大部分彗星的物質(zhì)構(gòu)成相近。多種觀測(cè)儀器的觀測(cè)結(jié)果表明在土衛(wèi)二南極地區(qū)，這種從受壓的地下腔室中噴發(fā)羽狀物的活動(dòng)類似于地球上的噴泉。由于離子和中性粒子分光計(jì)和紫外線攝譜儀均未在噴射物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)氨——該物質(zhì)能夠起到防凍作用，因此科學(xué)家預(yù)測(cè)在土衛(wèi)二地下受熱、受壓的腔室中流動(dòng)著溫度至少達(dá)到零下3攝氏度、近乎純凈的液態(tài)水，即如圖十三所示。由冰融化為純水，比之氨水混合物的融化需要更多的熱量。這種熱量可能來(lái)自引力潮汐能或輻射源所產(chǎn)生的能量。另一種產(chǎn)生羽狀物的途徑是土衛(wèi)二表面溫暖的冰的升華。在2005年7月14日的飛掠過(guò)程中，卡西尼號(hào)上的紅外成份分光計(jì)（CIRS）在靠近南極點(diǎn)的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)溫暖區(qū)域，該區(qū)域的溫度達(dá)到了85-90開爾文度，部分區(qū)域的溫度甚至高達(dá)157開爾文度（零下116攝氏度），遠(yuǎn)較地表接收陽(yáng)光輻射產(chǎn)生的溫度高，這表明該區(qū)域受到了土衛(wèi)二內(nèi)部熱源的加熱。在這種溫度下，該區(qū)域的冰體能夠以較其他區(qū)域冰體快得多的速度升華，并產(chǎn)生羽狀物。這種假說(shuō)受到了較多關(guān)注因?yàn)槿缛艏訜岬乇肀w的地下層物質(zhì)為呈半流質(zhì)狀態(tài)的氨水混合物，那么不需要太多的能量就可以產(chǎn)生羽狀物不過(guò)，羽狀物中富含的大量冰晶顯然更支持“冷噴泉”模式假說(shuō)并削弱了冰體升華假說(shuō)的可信性，

此外，基輔等人還提出了籠型水合物的來(lái)源理論，該理論認(rèn)為，當(dāng)“虎皮斑紋”地形破裂時(shí)，蘊(yùn)藏于其中的二氧化碳、甲烷和氮暴露于真空之中，從而被釋放出來(lái)。該理論并不需要“冷噴泉”模式假說(shuō)中用于融冰的熱能的存在，也能在缺少氨的情況下解釋得通。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)在卡西尼計(jì)劃施行之前，人們對(duì)于土衛(wèi)二的內(nèi)部構(gòu)造知之甚少。不過(guò)，在卡西尼號(hào)飛船對(duì)土衛(wèi)二進(jìn)行的數(shù)次飛掠過(guò)程中所得出的探測(cè)結(jié)果為構(gòu)建土衛(wèi)二的內(nèi)部模型提供了必要的信息，其中包括了對(duì)土衛(wèi)二的質(zhì)量和三軸橢球體形狀的測(cè)定、高分辨率的地表照片和地質(zhì)化學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)。之前旅行者測(cè)得的土衛(wèi)二質(zhì)量表明土衛(wèi)二可能完全是由固態(tài)冰組成的。但是根據(jù)土衛(wèi)二對(duì)卡西尼號(hào)的重力作用效果進(jìn)行的測(cè)定表明，這個(gè)數(shù)值要遠(yuǎn)高于之前的推測(cè)，其密度達(dá)到了1.16克/立方厘米，高于土星其他中等體積的冰衛(wèi)星的密度，這表明土衛(wèi)二可能含有更多的硅酸鹽和鐵。除了固態(tài)冰之外其他物質(zhì)的存在，意味著土衛(wèi)二內(nèi)部可能擁有放射性物質(zhì)衰變所產(chǎn)生的較為豐富的熱能。

卡斯蒂略等人認(rèn)為土衛(wèi)八和其他的土星冰衛(wèi)星都是在土星分星云形成后不久就形成的因此富含短期放射性核素。這些放射性核素，如鋁-26和鐵-60，有較短的半衰期并能夠相對(duì)較快地為星體內(nèi)核提供熱能。雖然土衛(wèi)二擁有相對(duì)高密度的巖石構(gòu)造但是如果沒有這些短期放射性核素，那么土衛(wèi)二內(nèi)部的長(zhǎng)期放射性核素則來(lái)不及阻止內(nèi)核的快速冰凍。 鑒于土衛(wèi)二的高密度巖石構(gòu)造，人們猜測(cè)鋁-26和鐵-60的高含量將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)不同的構(gòu)造類型的出現(xiàn)，這個(gè)構(gòu)造類型包含了一個(gè)冰凍的地幔和一個(gè)巖石的內(nèi)核。后期的輻射能和潮汐作用則將內(nèi)核的溫度提升到了1000 K，這個(gè)溫度足以融解內(nèi)層地幔。但是，若要保持土衛(wèi)二地質(zhì)活動(dòng)的活躍性，則部分的內(nèi)核也必須融化，以形成巖漿腔室，這種腔室在土星的潮汐作用下會(huì)扭曲變形。土衛(wèi)四的共振效應(yīng)或天平動(dòng)產(chǎn)生的潮汐熱使得這些位于內(nèi)核的熱點(diǎn)至今仍保持活躍，并為現(xiàn)在土衛(wèi)二上的地質(zhì)活動(dòng)提供能量，

此外，科學(xué)家還測(cè)定了土衛(wèi)二的形狀，以進(jìn)一步判斷該衛(wèi)星是否具有內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)。波爾科等人根據(jù)其2006年的測(cè)量結(jié)果認(rèn)為該星體處于流體靜力學(xué)的平衡狀態(tài)，在此狀態(tài)下，星體內(nèi)部是不分層的，這與地質(zhì)學(xué)及地球化學(xué)方面的證據(jù)所指向的結(jié)果相矛盾。不過(guò)，該星體的形狀并未排除其不處于流體靜力學(xué)平衡狀態(tài)的可能性可能在較近的一個(gè)時(shí)期土衛(wèi)二仍可能擁有一個(gè)分層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在該星體的某些區(qū)域旋轉(zhuǎn)速度較其他區(qū)域來(lái)得快，

地下熱源由此，科學(xué)家們對(duì)土衛(wèi)二地下存在持續(xù)熱源的假說(shuō)展開了研究。在會(huì)議上，有關(guān)專家提出了自己的 看法:土衛(wèi)二內(nèi)部的放射性物質(zhì)衰變就是持續(xù)熱能來(lái)源。

美國(guó)航空和航天局“卡西尼”項(xiàng)目主要研究人員之一丹尼斯·馬特森說(shuō)，土衛(wèi)二形成之初是個(gè)冰塊和巖石混合體其中巖石部分含有兩種放射物同位素。45億年來(lái)，放射性衰變不斷，散發(fā)大量熱能，逐漸造就了土衛(wèi)二巖質(zhì)核心外包冰層的結(jié)構(gòu)。直到今天，土衛(wèi)二內(nèi)部的放射性衰變也沒有停止，內(nèi)核產(chǎn)生的熱能又進(jìn) 一步融化著土衛(wèi)二的中心部分，

正是這樣周而復(fù)始的放射性衰變?yōu)橥列l(wèi)二提供了源源不斷的熱能，并打破了其南極附近冰層的平衡，形成高溫區(qū)域，造成冰層斷裂，直接導(dǎo)致了“卡西尼”捕捉到的冰屑及水蒸氣噴發(fā)現(xiàn)象。

地表溫度土衛(wèi)二上沒有降雨，但是它表面存在間歇泉，有大量水蒸氣從它們里面噴出，這個(gè)過(guò)程被稱作冰火山(cryovolcanism)。有關(guān)這顆衛(wèi)星及其從它表面延伸出來(lái)的煙柱的確切成分，人們眾說(shuō)紛紜。一些人認(rèn)為，這顆衛(wèi)星的流體水面上覆蓋著一層冰，另外一些人則認(rèn)為，它是一顆由固體冰和巖石構(gòu)成的寒冷天體。

地下海歐美天文學(xué)家最新在《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們通過(guò)分析引力場(chǎng)判斷，土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二存在一個(gè)巨大的“地下?！薄＿@也許是尋找外星生命的理想地點(diǎn)之一2。

土衛(wèi)二是一個(gè)直徑只有約500公里的“小世界”，其表面被耀眼的白色冰層包裹。2005年，“卡西尼”探測(cè)器發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二南極分布著一些被稱作“虎紋”的平行條帶狀地貌，并有冰屑間歇泉噴出，科學(xué)家因此猜想土衛(wèi)二可能有一個(gè)“地下?！薄?/p>

天文學(xué)家利用“卡西尼”探測(cè)器2010年至2012年期間3次近距離觀測(cè)土衛(wèi)二獲得的數(shù)據(jù)，分析確定了土衛(wèi)二的引力場(chǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)二的引力場(chǎng)存在“引人注目的不對(duì)稱性”，其中南極的引力較弱，但又大于根據(jù)其地形計(jì)算得出的數(shù)值。他們認(rèn)為，“起到彌補(bǔ)性作用”的是南極表面下的液態(tài)水，因?yàn)樗拿芏却笥诒?，形成的引力也大于冰?/p>

進(jìn)一步的分析認(rèn)為，該“地下?！蔽挥谕列l(wèi)二南極30至40公里厚的表面冰層之下，其厚度約為10公里，并延伸至南緯50度左右。參與研究的加州理工學(xué)院教授戴維·史蒂文森說(shuō)：“這意味著它的面積與地球上的第二大湖蘇必利爾湖相當(dāng)甚至更大?！?/p>

研究還顯示，土衛(wèi)二“地下?！钡暮５卓赡苁枪杷猁}巖石，這意味著此地環(huán)境適合復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，包括那些可能創(chuàng)造了類似早期地球環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)。

此外科學(xué)家認(rèn)為，與土衛(wèi)二相似的木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二也可能存在“地下?！薄Ｊ返傥纳f(shuō)，研究這兩顆衛(wèi)星有助了解太陽(yáng)系中的宜居環(huán)境。太陽(yáng)系中肯定還有其他水資源充足的星球。

軌道特征軌道參數(shù)軌道半長(zhǎng)軸：23萬(wàn)7948公里

軌道離心率：0.0047

軌道周期：1.370218地球日或118386.82秒

軌道傾角：0.019°（相對(duì)于土星赤道）

衛(wèi)星所屬星球：土星

土衛(wèi)二在距土星中心23萬(wàn)8千公里、距其云層頂部18萬(wàn)公里的軌道上環(huán)繞土星運(yùn)轉(zhuǎn)，其軌道位于土衛(wèi)一土衛(wèi)二屬土星的內(nèi)層大衛(wèi)星。按距離土星由近及遠(yuǎn)排序土衛(wèi)二位居第14位，它的軌道位于土星E環(huán)的稠密部分

與土衛(wèi)三之間公轉(zhuǎn)周期為32.9小時(shí)（可以通過(guò)一個(gè)晚上的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)其位移）。其軌道與土衛(wèi)四的軌道形成了2:1的軌道共振即每當(dāng)它完成兩次公轉(zhuǎn)，土衛(wèi)四即完成一次公轉(zhuǎn)。這種軌道共振關(guān)系導(dǎo)致土衛(wèi)二軌道的離心率達(dá)到了0.0047并為其地質(zhì)活動(dòng)提供了加熱源。

如同大部分土星的大衛(wèi)星一般，土衛(wèi)二的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)相同步，它永遠(yuǎn)都保持著同一面面向土星。不同于月球土衛(wèi)二并沒有出現(xiàn)自轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)（而月球則有超過(guò)1.5°的擺動(dòng)）。不過(guò)，對(duì)土衛(wèi)二外形的分析表明，有時(shí)候它會(huì)由于外力作用——如土衛(wèi)四的軌道共振效應(yīng)——而產(chǎn)生自轉(zhuǎn)軌道的擾動(dòng)。 這種擾動(dòng)亦能夠?yàn)橥列l(wèi)二提供額外的加熱源。

與E環(huán)的相互影響E環(huán)是土星的最外層光環(huán)，極其寬大（是土星環(huán)中最寬的環(huán)），但也極其稀薄，構(gòu)成物質(zhì)僅為極細(xì)小的冰晶和粉塵該環(huán)起始于土衛(wèi)一的軌道，一直延伸至土衛(wèi)五的軌道附近，甚至有觀測(cè)者認(rèn)為它已經(jīng)延伸至土衛(wèi)六的軌道附近了如此算來(lái)，其寬度將達(dá)100萬(wàn)公里。然而，眾多的數(shù)學(xué)公式都顯示這樣的環(huán)是不穩(wěn)定的，只能維持1萬(wàn)至100萬(wàn)年由此看來(lái)，構(gòu)成該環(huán)的顆粒必然是從某處得到了源源不斷的補(bǔ)充，而土衛(wèi)二的運(yùn)行軌道則正好處于環(huán)帶之中并且位于環(huán)帶中最稠密的部分。因此，某些理論推測(cè)土衛(wèi)二是構(gòu)成E環(huán)的顆粒的來(lái)源地。而卡西尼號(hào)的觀測(cè)結(jié)果支持了這種觀點(diǎn)。土衛(wèi)二在土星E環(huán)內(nèi)運(yùn)行事實(shí)上，共有兩種不同的機(jī)制補(bǔ)充著環(huán)帶的顆粒。首先，同時(shí)也是最重要的，是土衛(wèi)二南極地區(qū)的羽狀噴射物，盡管大部分的噴射物都落回衛(wèi)星表面，但由于土衛(wèi)二的逃逸速度僅為866公里/小時(shí)，故仍有部分物質(zhì)逃逸出土衛(wèi)二的重力控制而進(jìn)入環(huán)土星的軌道。第二種機(jī)制是流星對(duì)土衛(wèi)二的轟擊造成其表面揚(yáng)起的粉塵進(jìn)入環(huán)帶。這種機(jī)制并非土衛(wèi)二所獨(dú)有，它對(duì)E環(huán)中的所有衛(wèi)星都有效，

自然現(xiàn)象土衛(wèi)二上的夜空

從土衛(wèi)二上觀測(cè)，土星占據(jù)著近30°的視角，比從地球上觀測(cè)到的月球的視角大60多倍。此外，由于土衛(wèi)二的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)同步，造成土衛(wèi)二永遠(yuǎn)都由同一面面向土星，所以土星在土衛(wèi)二的夜空中從不移動(dòng)（除了由于軌道異常所造成的微小變化），而在土衛(wèi)二背對(duì)著土星的那一面，則永遠(yuǎn)都看不到土星。

土星光環(huán)的可觀測(cè)視角只有0.019°，看起來(lái)就像一條明亮的細(xì)線橫穿土星的圓盤，不過(guò)它落在土星盤面上的陰影則可以被清楚地辨認(rèn)出。就如同在地球上觀測(cè)到的月球一般，土衛(wèi)二上觀測(cè)到的土星也有定期的相的變化，其從虧到贏要經(jīng)歷一個(gè)16小時(shí)的周期。與此同時(shí)，太陽(yáng)則只占據(jù)著3.5'的視角，比從地球上觀測(cè)到的月球的視角小了9倍如果一個(gè)觀測(cè)者在土衛(wèi)二上進(jìn)行觀測(cè)，那么平均每過(guò)72小時(shí)，他就能觀測(cè)到土衛(wèi)一（位于土衛(wèi)二軌道內(nèi)側(cè)的最大衛(wèi)星）運(yùn)行至土星前面。土衛(wèi)一的視角接近于月球，最大時(shí)為26'；而土衛(wèi)十三和土衛(wèi)三十二大小則如同星星；土衛(wèi)三的最大視角能略超過(guò)1°，比月球的視角大一倍，但只有在其最靠近土衛(wèi)二時(shí)從土衛(wèi)二的背向土星面才能看到。3

土衛(wèi)二太空“噴泉”

2008年3月，飛過(guò)土衛(wèi)二附近的美國(guó)“卡西尼”號(hào)探測(cè)器發(fā)回照片顯示，土衛(wèi)二上有類似間歇泉的冰屑和水蒸氣噴發(fā)景象，表明這顆天體上可能存在液態(tài)水。盡管照片沒有拍到液態(tài)水，但科學(xué)家認(rèn)為，照片上的冰屑和水蒸氣來(lái)自土衛(wèi)二地表較淺處的“地下水庫(kù)” 。

研究人員猜想，這些液態(tài)水表面為薄冰覆蓋。若覆蓋冰層出現(xiàn)裂隙，液態(tài)水的溫度和壓力都會(huì)急劇下降，一方面形成水蒸氣噴發(fā)，另一方面噴出水蒸氣迅速冷凝成冰屑，類似于地球上的熱泉眼，只不過(guò)溫度要低得多。

美國(guó)科羅拉多州太空科學(xué)研究所的影像分析專家卡羅琳·波爾科說(shuō)，如果這個(gè)地表溫度低至零下200攝氏度的星球上存在液態(tài)水，其地下就可能存在熱源。另外，美國(guó)亞利桑那大學(xué)研究人員通過(guò)對(duì)“卡西尼”傳回資料進(jìn)行光譜分析，認(rèn)為土衛(wèi)二南極附近可能存在少量有機(jī)物。

最近，美國(guó)宇航局的卡西尼探測(cè)器又取得了新的發(fā)現(xiàn)成果，4根據(jù)最新公布的消息，卡西尼探測(cè)器在土衛(wèi)二冰層下方發(fā)現(xiàn)了多達(dá)101處的間歇泉噴口，這意味著土星這顆“冰衛(wèi)星”上擁有更多的冰水成分，而且地下還有特殊的加熱機(jī)制，可以將冰層融化。圖中顯示的就是土衛(wèi)二冰層下方間歇泉斷面的截面圖，可以清楚看出三個(gè)分層結(jié)構(gòu)，最下面的是傳導(dǎo)熱源，產(chǎn)生的熱量對(duì)冰層進(jìn)行加熱，形成的蒸汽和鹽水液滴處于第二層的位置，并從表面較為薄弱的位置沖出。

科學(xué)家對(duì)土衛(wèi)二的研究發(fā)現(xiàn)，其表面下方可能存在大量的液態(tài)水，近七年來(lái)，卡西尼探測(cè)器開始通過(guò)高分辨率相機(jī)系統(tǒng)對(duì)土衛(wèi)二南極進(jìn)行掃描，其獨(dú)特的地質(zhì)給科學(xué)家留下了深刻的印象，這里布滿了酷似虎斑紋的裂縫，其中還噴出了微小的冰顆粒，全部掃描后科學(xué)家確認(rèn)了101處間歇泉位置，并繪制出土衛(wèi)二間歇泉分布圖，同時(shí)美國(guó)宇航局研究人員也發(fā)現(xiàn)數(shù)個(gè)間歇泉周圍還有表面熱源，這可能與更深層的內(nèi)部熱源有關(guān)。

土衛(wèi)二的間歇泉發(fā)現(xiàn)過(guò)程要追溯到2005年，科學(xué)家推測(cè)土星的潮汐力導(dǎo)致土衛(wèi)二內(nèi)部出現(xiàn)了熱源，并在表面較薄的位置噴發(fā)出來(lái)，結(jié)果就形成了攜帶微小冰顆粒物的間歇泉。在這項(xiàng)研究之前，研究人員并不清楚該過(guò)程中何種作用占據(jù)了主導(dǎo)地位，也不確定土衛(wèi)二內(nèi)部多余的能量是否可影響到近表面附近。

為了確定間歇泉的位置，科學(xué)家使用了地質(zhì)調(diào)查上使用的三角測(cè)量法，繪制出土衛(wèi)二熱輻射源與間歇泉位置關(guān)系圖，可以看出熱輻射較大的區(qū)域其間歇泉的噴發(fā)也更加猛烈，這說(shuō)明**土衛(wèi)二上的間歇泉噴發(fā)并不是一個(gè)近表面的現(xiàn)象，與更深層的熱源有關(guān)，**而這些熱源很大一部分來(lái)自土星的潮汐力。由此科學(xué)家得出在熱源與表面冰層之間可以形成巨大的冰下海洋，其通過(guò)狹窄的通道抵達(dá)表面。

科學(xué)家根據(jù)卡西尼探測(cè)器的高分辨率相機(jī)系統(tǒng)觀測(cè)到土衛(wèi)二極區(qū)存在的周期性間歇泉噴發(fā)，并與土星潮汐力模型有著較好的匹配，進(jìn)一步證明了土衛(wèi)二內(nèi)部熱源、潮汐力以及間歇泉之間的關(guān)系。

美國(guó)宇航局的卡西尼探測(cè)器傳回了土衛(wèi)二的噴流圖像，卡西尼探測(cè)器甚至收集到一些土衛(wèi)二噴射流中的物質(zhì)，通過(guò)紫外線成像光譜儀(UVIS)測(cè)量噴射流，科學(xué)家獲得了噴射流中氣體含量的數(shù)據(jù)。最新的探測(cè)發(fā)現(xiàn)，噴射流中含有冰顆粒、水蒸汽和有機(jī)化合物。5

生命跡象科學(xué)家在地外星球生命探索領(lǐng)域獲得一項(xiàng)重大突破！美國(guó)宇航局卡西尼探測(cè)器首次對(duì)科學(xué)家提供土衛(wèi)二當(dāng)前熱液活動(dòng)的明顯證據(jù)，很可能這顆衛(wèi)星地下海洋具備孕育生命的條件。

如果這一發(fā)現(xiàn)得以證實(shí)，土衛(wèi)二將成為太陽(yáng)系內(nèi)除地球之外唯一一顆存在熱水和地下交互反應(yīng)的星球，熱液活動(dòng)性使土衛(wèi)二成為一顆潛在微生物的衛(wèi)星。科學(xué)家在地球上發(fā)現(xiàn)一些怪異生命可以生存在沒有陽(yáng)光照射的海底熱液噴口。

美國(guó)宇航局指出，地球之外星球上出現(xiàn)這樣的熱液活動(dòng)性將開啟前所未有的科學(xué)可能性。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)暗示著土衛(wèi)二地下海洋以及獨(dú)特的地質(zhì)活動(dòng)性，潛在適宜生物體存活。據(jù)悉，科學(xué)家勘測(cè)結(jié)果表明，土衛(wèi)二地下海洋比之前預(yù)想得更深，位于衛(wèi)星表面之下48公里處。

土衛(wèi)二在太陽(yáng)系內(nèi)所在位置以及其極端環(huán)境可能存在生命，或許將揭曉一個(gè)謎團(tuán)：地球人類在宇宙中是否是唯一的？

熱液活動(dòng)出現(xiàn)在海水浸潤(rùn)巖石地殼，并發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程中，在地球海洋中通常出現(xiàn)于受熱、含礦物質(zhì)液體中。這項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在本周出版的《自然》雜志上。

研究人員在為期4年的太空探測(cè)器數(shù)據(jù)分析、計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中得出一個(gè)結(jié)論：土衛(wèi)二一種微小顆粒很可能形成于包含溶解礦物質(zhì)的熱水與冷水接觸的過(guò)程中。產(chǎn)生微小顆粒的交互反應(yīng)需要溫度至少達(dá)到90攝氏度，美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校博士后研究生肖恩-徐指出，令我們興奮的是這些微小巖石顆粒通過(guò)間歇泉噴射至太空，可以幫助我們掌握土衛(wèi)二海底狀況的重要信息。6

卡西尼號(hào)將再次飛近土衛(wèi)二:或發(fā)現(xiàn)生命存在證據(jù)

北京時(shí)間2015年10月27日消息，NASA的卡西尼號(hào)太空探測(cè)器將從土衛(wèi)二表面最大的冰羽流之一中穿過(guò)，科學(xué)家希望借此對(duì)土衛(wèi)二冰殼下面的海洋獲得更多的了解。

卡西尼號(hào)上搭載的儀器將收集噴射物樣本，并對(duì)其中的化學(xué)成分進(jìn)行分析。此前，卡西尼號(hào)也曾穿越過(guò)土衛(wèi)二表面噴發(fā)出的冰羽流，但本次任務(wù)將成為它離土衛(wèi)二表面最近的一次。在更低的海拔上，卡西尼號(hào)將能夠?qū)^重的分子進(jìn)行探測(cè)，包括能證明生命存在的有機(jī)物等。

天文學(xué)家認(rèn)為，土衛(wèi)二上噴射而出的物質(zhì)源于其地表下的液態(tài)水海洋。而在本周，我們將對(duì)冰層之下的土衛(wèi)二展開進(jìn)一步的探索。

NASA的卡西尼號(hào)太空探測(cè)器將于10月底再次飛掠土衛(wèi)二，這是一個(gè)歷史性的瞬間，即將解開土衛(wèi)二傷痕累累的外表下隱藏的謎團(tuán)。

在這次任務(wù)中，卡西尼號(hào)探測(cè)器將飛到離土衛(wèi)二表面僅30英里遠(yuǎn)的地方(約合48公里)，并和土衛(wèi)二表面噴發(fā)出的羽狀噴射物進(jìn)行迄今為止最近的一次“親密接觸”。

自卡西尼號(hào)于2004年開始探索土星及其衛(wèi)星以來(lái)，其傳回的圖片和數(shù)據(jù)均顯示，土衛(wèi)二的表面布滿了裂縫和隕石坑。土衛(wèi)二的直徑只有310英里(約合498公里)，表面覆蓋著一層厚厚的冰層，冰層下面則是一片液態(tài)水海洋。

科學(xué)家們近期指出，土衛(wèi)二的地核運(yùn)動(dòng)可能產(chǎn)生了足夠的熱量，使得地殼下面的水能夠保持液體狀態(tài)。因此，土衛(wèi)二被科學(xué)家認(rèn)為是太陽(yáng)系中最可能產(chǎn)生外星生命的星球之一。

本周三，卡西尼號(hào)探測(cè)器將從一股冰羽流中徑直穿過(guò)。該冰羽流位于土衛(wèi)二的南極地區(qū)，科學(xué)家認(rèn)為，它源自于冰殼下面的海洋，并透過(guò)地殼噴發(fā)出來(lái)。

NASA參與卡西尼號(hào)項(xiàng)目的科學(xué)家柯特·尼爾伯博士(Curt Niebur)說(shuō)道：“在過(guò)去十年中，卡西尼號(hào)做出了許多重大發(fā)現(xiàn)。”

“對(duì)于NASA和其他參與卡西尼號(hào)項(xiàng)目的合作伙伴來(lái)說(shuō)，穿越土衛(wèi)二表面的冰羽流將是一個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)。屆時(shí)我們將能夠回答這一問題：‘在這樣一個(gè)冰封的海洋世界中，會(huì)存在生命的必備元素嗎？’”

在這次任務(wù)中，卡西尼號(hào)上搭載的儀器將收集噴射物樣本，并對(duì)其中的化學(xué)成分進(jìn)行分析。

此前，卡西尼號(hào)也曾穿越過(guò)土衛(wèi)二表面噴發(fā)出的冰羽流，但本次任務(wù)將成為它離土衛(wèi)二表面最近的一次。在更低的海拔上，卡西尼號(hào)將能夠?qū)^重的分子進(jìn)行探測(cè)，包括能證明生命存在的有機(jī)物等。

科學(xué)家們還希望，卡西尼號(hào)能夠借此機(jī)會(huì)探測(cè)土衛(wèi)二表面存在多少熱液活動(dòng)情況，以及這些熱流對(duì)土衛(wèi)二的宜居性存在著怎樣的影響。

美國(guó)西南研究院的亨特·威特博士(Hunter Waite)是卡西尼號(hào)上離子及中子質(zhì)譜儀團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)人，他表示：“如果能確認(rèn)土衛(wèi)二的冰羽流中含有氫氣分子，我們就能找到另一條證明土衛(wèi)二的海床上存在熱液活動(dòng)的證據(jù)?！?/p>

“其中，氫氣的數(shù)量能夠反映土衛(wèi)二上熱液活動(dòng)的規(guī)模?！?/p>

卡西尼號(hào)將于今年12月19日最后一次飛越土衛(wèi)二，并測(cè)算土衛(wèi)二內(nèi)部散發(fā)出多少熱量，飛行高度將為3106英里(約合4998公里)。

該探測(cè)器離土衛(wèi)二最近時(shí)，距其表面僅16英里(約合25公里)，但在飛越冰羽流時(shí)，其所在高度比這次任務(wù)要高得多，因此大多數(shù)噴發(fā)物已經(jīng)消散殆盡。

而在本周即將進(jìn)行的任務(wù)中，科學(xué)家們將獲得一次寶貴的機(jī)會(huì)，對(duì)冰泉中包含的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)。

這些冰羽流的源頭是土衛(wèi)二表面的間歇冰泉，它們每小時(shí)向空中噴出250千克的水蒸氣、冰粒及揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)，時(shí)速高達(dá)1360英里每小時(shí)(約合2188公里每小時(shí))。

科學(xué)家拿這些間歇冰泉與地球上的熱液噴口進(jìn)行了對(duì)比——在地球的海床上存在著一些火山裂縫，當(dāng)海水滲入這些裂縫中時(shí)，水溫會(huì)變得很高。在海洋中最為陰冷幽深的角落里，熱液噴口周圍復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)為大量生物提供了一片賴以生存的綠洲。

科學(xué)家希望，通過(guò)使用卡西尼號(hào)上搭載的宇宙塵埃分析儀器，這次飛掠任務(wù)將使我們更好地了解土衛(wèi)二冰羽流中的化學(xué)成分。7

為了嘗試發(fā)現(xiàn)可能存在于木衛(wèi)二地下海中的微生物，卡西尼探測(cè)器潛入土衛(wèi)二表面釋放的水、冰晶和有機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的羽流，一項(xiàng)獨(dú)立研究指出木衛(wèi)二存在一個(gè)區(qū)域，可能是未來(lái)太空任務(wù)尋找地外生命的理想地點(diǎn)。

卡西尼探測(cè)器以30600公里/小時(shí)速度飛越土衛(wèi)二表面時(shí)采集到一滴水，科學(xué)家表示，這滴水足以解答關(guān)于土衛(wèi)二的一些關(guān)鍵問題，但可能需要幾個(gè)月的時(shí)間分析核實(shí)該數(shù)據(jù)，才能做出任何論斷。

卡西尼探測(cè)器任務(wù)科學(xué)家?guī)鞝柼?尼布爾(Curt Niebur)說(shuō)：“這是太陽(yáng)系內(nèi)探索海洋世界新紀(jì)元的重要一步，木衛(wèi)二和土衛(wèi)二很有可能成為潛在的地外生命綠洲?！睋?jù)悉，卡西尼探測(cè)器并沒有直接探測(cè)生命的儀器設(shè)備，但是科學(xué)家希望發(fā)現(xiàn)關(guān)于地下海洋的詳細(xì)信息，地下海洋被認(rèn)為是土衛(wèi)二間歇泉羽流來(lái)源?？茖W(xué)家猜測(cè)潮汐引力使地下海洋保持液體狀態(tài)。8

相關(guān)假說(shuō)液態(tài)水2008年，科學(xué)家們觀測(cè)到了從土衛(wèi)二表面噴出的水蒸氣。這一觀測(cè)結(jié)果證明了該衛(wèi)星上存在著液態(tài)水，并支持了土衛(wèi)二有可能存在生命的觀點(diǎn)。

坎迪斯·漢森是美國(guó)航空航天局位于加州的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的一名科學(xué)家，在發(fā)現(xiàn)了這些速度高達(dá)2189公里/小時(shí)——這種速度十分罕見，往往只有在含有水的情況下才能達(dá)到這種速度——的羽狀物后，他領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)團(tuán)隊(duì)開始研究這些物質(zhì)。

卡西尼號(hào)提供的資料顯示在土衛(wèi)二的冰凍表面之下可能存在著一個(gè)全球性的海洋?？ㄎ髂崽?hào)對(duì)其所捕獲的冰晶顆粒進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，這些冰晶顆粒是由鹽水凝集而成的——這種狀況一般只發(fā)生于大面積的水體之中。因此土衛(wèi)二之上也可能存在外星生命。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為土衛(wèi)二上存在的并非大面積的海洋，而是分布廣泛的溶洞，這些溶洞之中充滿了液態(tài)水。

2009年8月13日，科學(xué)家對(duì)外公布了對(duì)土衛(wèi)二南極地區(qū)噴射出的水蒸氣進(jìn)行分析的最新結(jié)果，他們?cè)诒ьw粒中發(fā)現(xiàn)了高濃度的鹽分。此外，卡西尼號(hào)還發(fā)現(xiàn)了諸如碳酸鹽和塵埃顆粒等有機(jī)化合物的蹤跡。這些證據(jù)都有力證明了在該衛(wèi)星表面之下存在著一個(gè)海洋。其中的塵埃顆粒甚至可能提供關(guān)于海洋的細(xì)節(jié)情況，而通常獲取這些情況需要進(jìn)行深層鉆探。

土衛(wèi)二地殼之下液態(tài)水的存在表明在其內(nèi)部存在著內(nèi)部熱源?，F(xiàn)在，科學(xué)家相信放射性衰變和潮汐效應(yīng)共同提供了液態(tài)水存在所需要的熱量，因?yàn)槲í?dú)潮汐效應(yīng)是無(wú)法提供如此多的熱量的——如土星的另一顆衛(wèi)星土衛(wèi)一即比土衛(wèi)二更為靠近土星，且其軌道離心率更大，這意味著相比于土衛(wèi)二，該衛(wèi)星受到了更為強(qiáng)大的潮汐效應(yīng)的影響但是其老舊而布滿創(chuàng)傷的表面則表明該衛(wèi)星似乎早已停止了地質(zhì)活動(dòng)。

存在生命土衛(wèi)二是外太陽(yáng)系中迄今為止觀測(cè)到存在地質(zhì)噴發(fā)活動(dòng)的三個(gè)星體之一（另外兩個(gè)分別是木衛(wèi)一和海衛(wèi)一）。分析認(rèn)為噴射的物質(zhì)是星體表面以下的液態(tài)水；同時(shí)，在噴射的羽狀物中亦發(fā)現(xiàn)了奇特的化學(xué)成分，因此土衛(wèi)二也被認(rèn)為是天體生物學(xué)的重要研究對(duì)象。 此外，噴射現(xiàn)象也為E環(huán)的物質(zhì)來(lái)源于土衛(wèi)二的觀點(diǎn)提供了重要證據(jù)。9

美聯(lián)社分析說(shuō)，這一假說(shuō)具有重大意義。若經(jīng)證實(shí)，土衛(wèi)二便具備了產(chǎn)生生命的三大條件：持續(xù)的熱源、有機(jī)物和液態(tài)水。馬特森說(shuō)：“這告訴我們，以土衛(wèi)二的內(nèi)部條件，它曾經(jīng)或仍然可能發(fā)生生化反應(yīng)?！?/p>

當(dāng)然，一切假說(shuō)畢竟只是一種合理猜測(cè)?，F(xiàn)在斷言土衛(wèi)二上是否存在生命為時(shí)尚早。2008年3月，“卡西尼”將再次飛到距土衛(wèi)二僅350公里處觀測(cè)。屆時(shí)，可能將有更多太空奧秘被逐一揭開。土衛(wèi)二可能是土星的稀薄的E光環(huán)中物質(zhì)的供給源。另外由于這物質(zhì)不可能在光環(huán)中存在數(shù)千年之久，它可能與土衛(wèi)二最近的活躍有關(guān)。另外光環(huán)也有可能是由高速的不斷碰撞的粒子與不同的衛(wèi)星共同維系。

據(jù)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，美國(guó)普林斯頓物理學(xué)家和未來(lái)學(xué)家弗里曼·代森表示，寒冷的土衛(wèi)二上可能存在開花植物的這樣的生命，因?yàn)樵诘厍虮睒O地區(qū)就發(fā)現(xiàn)有開花植物，而北極和木衛(wèi)二的環(huán)境非常類似，因此太空船應(yīng)該在木衛(wèi)二上尋找花朵，這很容易發(fā)現(xiàn)。

2015年3月12日，日本媒體報(bào)道，東京大學(xué)、日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)等與歐美的國(guó)際團(tuán)隊(duì)一道，在土星的二號(hào)衛(wèi)星——土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)存在熱水的環(huán)境。據(jù)稱，這是人類首次在太陽(yáng)系中發(fā)現(xiàn)存在于地球之外的可供生命存在的環(huán)境。該成果已發(fā)表在英國(guó)科學(xué)雜志《自然》上。10

待解謎團(tuán)美國(guó)宇航局“卡西尼”探測(cè)器最新觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，土衛(wèi)二表面出現(xiàn)周期性的冰層融化的熱氣泡，并且土衛(wèi)二的表面冰殼被攪動(dòng)。這將解釋土衛(wèi)二表面奇特的熱反應(yīng)現(xiàn)象和表面特征。

美國(guó)加利福尼亞州立大學(xué)圣塔克魯茲分校行星科學(xué)家Francis Nimmo）說(shuō)：“卡西尼探測(cè)器現(xiàn)觀測(cè)到處于打飽嗝狀態(tài)的土衛(wèi)二，目前所觀測(cè)到的土衛(wèi)二表面騷動(dòng)時(shí)期十分罕見很可能這顆衛(wèi)星正處于一個(gè)特殊的地質(zhì)紀(jì)元”

土衛(wèi)二南極區(qū)域令科學(xué)家頗感興趣是由于具有“老虎斑紋”結(jié)構(gòu)，這是水蒸汽噴霧和其他粒子從該星體上擴(kuò)散形成的。目前發(fā)布在1月10日的一項(xiàng)最新研究報(bào)告顯示，衛(wèi)星表面冰殼的攪動(dòng)和地質(zhì)涂平現(xiàn)象并不是與裂縫和噴射物質(zhì)有直接的聯(lián)系，這些現(xiàn)象可用于解釋土衛(wèi)二過(guò)去地質(zhì)歷史的空白。

美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室卡西尼項(xiàng)目科學(xué)家鮑勃－帕帕拉多（Bob Pappalardo）說(shuō)：“目前觀測(cè)到的奇特地質(zhì)現(xiàn)象將有助于揭示土衛(wèi)二的神秘面紗，并解釋以下謎團(tuán)——為什么土衛(wèi)二南極如此年輕？土衛(wèi)二南極如何噴射出大量的熱量？”

大約在4年前，卡西尼探測(cè)器合成紅外光譜儀器探測(cè)到土衛(wèi)二南極區(qū)域流動(dòng)的熱量至少達(dá)到10億瓦特，這相當(dāng)于最少12個(gè)發(fā)電站供給的能量。盡管土衛(wèi)二的質(zhì)量比地球小，但其地?zé)豳Y源是地球地?zé)釁^(qū)域產(chǎn)生地?zé)豳Y源平均值的3倍之后卡西尼探測(cè)器的離子和中子質(zhì)量光譜儀器通過(guò)排除氬氣發(fā)現(xiàn)了這些地?zé)豳Y源區(qū)域，這些地?zé)豳Y源區(qū)域顯示出了巖石放射衰減性，

科學(xué)家通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬顯示土衛(wèi)二不可能持續(xù)一定比率產(chǎn)生出熱量和氣體，來(lái)自土星牽引作用力的潮汐運(yùn)動(dòng)無(wú)法解釋如此多能量的釋放。

同時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二不同區(qū)域表面地質(zhì)年代具有很大的差異性，北半球的隕坑歷史可追溯至42億年前靠近赤道的“Sarandib Planitia”區(qū)域的歷史可追溯至0.17億-37億年前，而南半球的歷史卻不足1億年，甚至部分區(qū)域僅形成于50萬(wàn)年前。

澳大利亞麥考瑞大學(xué)的克雷格－奧尼爾（Craig O'Neill）和尼莫是美國(guó)宇航局外行星研究項(xiàng)目的奠基人他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬可用于分析地球地殼的對(duì)流狀況。該模型應(yīng)用于土衛(wèi)二的分析顯示土衛(wèi)二表面完全覆蓋著的嚴(yán)寒冰層被土星引力潮汐牽引力所斷裂，他們認(rèn)為土衛(wèi)二表面硬度在地球和金星之間。11

最新發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二具備支持生命的必要條件

美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）北京時(shí)間14日凌晨召開記者會(huì)，宣布“卡西尼”號(hào)探測(cè)器的巔峰發(fā)現(xiàn)：土星第六大衛(wèi)星“土衛(wèi)二”（Enceladus）上面有海洋存在，有支持生命生存的可能性。與此同時(shí)，木星第四大衛(wèi)星木衛(wèi)二（Europa）也具備同樣的潛力。這些發(fā)現(xiàn)讓我們更接近回答人類是否真正“孤獨(dú)”的問題。土星探測(cè)器“卡西尼”號(hào)于2015年近距離觀察土衛(wèi)二的南極地區(qū)時(shí)，發(fā)現(xiàn)呈羽狀噴發(fā)的冰噴射到了太空，當(dāng)中含有大量氫氣分子和二氧化碳——這二者存在的最佳解釋是，它們由冰下溫暖海洋和海底巖層之間的水熱反應(yīng)產(chǎn)生，而這種水熱反應(yīng)恰恰能為深海微生物提供能量。這和地球數(shù)十億年前誕生、孕育生命的環(huán)境非常相似。科學(xué)家相信，土衛(wèi)二上不但存在巨大的海洋，并且受到了冰的保護(hù)；現(xiàn)在，土衛(wèi)二幾乎具備生命所需的所有條件——水、有機(jī)物以及能量來(lái)源。那些由深海熱泉提供能量的微生物，可能就“藏身”海床之中。該研究14日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。論文作者之一、“卡西尼”任務(wù)負(fù)責(zé)人亨特·懷特表示，盡管生命所需的硫和磷還沒有找到，但并不妨礙土衛(wèi)二“晉級(jí)”太陽(yáng)系最可能存在地外生命之地。這次發(fā)現(xiàn)被視作“卡西尼”號(hào)職業(yè)生涯的頂尖成就，不過(guò)該探測(cè)器現(xiàn)即將開啟穿越土星光環(huán)的最終之旅。9月15日，它將沖進(jìn)土星大氣層，正式結(jié)束探測(cè)使命。此次發(fā)布會(huì)同時(shí)宣布，哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二擁有含氧的稀薄大氣層，并拍攝到木衛(wèi)二上或是由水蒸氣噴發(fā)形成羽流的珍貴景象?？茖W(xué)家們一直相信，木衛(wèi)二表面下有一個(gè)全球性海洋存在，其水量應(yīng)該超過(guò)地球海洋水量的兩倍，而水正是支持生命存在的最基礎(chǔ)條件。預(yù)計(jì)2020年后，NASA將開啟“歐羅巴快帆”項(xiàng)目，對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行近距離觀察，并派出登陸器重點(diǎn)研究冰層下的巨大海洋12。