土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?

简介:土星的卫星Iapetus有一个奇特之处 , 在它的赤道附近有一个连续的山脉 。 天文学家认为 , 这是一颗靠近Iapetus的天体被撕裂后形成的 。 这种情况非常少见 , 只有当卫星很大并离它的母行星很远时才可能形成 。

土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
所有奇特的事我们都在太阳系中经历过——这可以列一个长的清单——我认为其中最奇特的应该是连续的山脉通过各种方式延伸到土星的卫星lapetus周围 。
我的意思是怪异的 。 山脉环绕着卫星的赤道 , 几乎是连续的 , 同时它被个别的高峰隔断 , 有些高峰甚至高达20公里!这高度都比珠穆朗玛峰的两倍还要高 。 同时 , 它也非常宽 , 在某些地方横跨大约200公里 。 在Cassini航天器上对于这些山脉的图片非常清楚 , lapetus仿佛是一个太空核桃 。
提醒你噢 , lapetus跨度仅约1470公里 , 比我们自己的月球一般的型号还要小 。 是什么会造成这种怪异的现象呢 , 巨大的构造吗?

土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
土星的卫星lapetus , 有大量奇怪的特征 , 包括环绕赤道的山脉 。 截至目前为止 , 这种情况也很难解释 。 (图片来源:NASA/JPL/太空科学研究院)
想法各种都有 。 其中一个就是在它形成后卫星快速旋转 , 随着凝固收缩导致在赤道上积累物质;另一种就是土星周围的碎片在lapetus周围形成一个圈 , 然后它自己形成的 , 掉落到卫星上 。
【土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?】
土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
已经有一篇论文补充了这个主意:在lapetus形成后不久 , 它被一个小行星击中 。 这些爆炸物质冲击到太空中 , 然后联合靠近lapetus 。 随着时间的消逝 , 他们越来越近 , 爆炸后形成一个环 , 然后这些物质像雨一样掉落到表面 , 形成连续的山脉 。

土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
哇哦 , 听起来就很像Wile E. Coyote计划 , 但是在这种情况下它似乎会起作用 。 任何试图解释lapetus山脉的想法都需满足我们所知道的3个条件:它恰好位于卫星的赤道上;它在卫星上除赤道以外的地方从未被发现过;到目前为止 , 它仅仅以lapetus的形式被看到并且在太阳系中其他卫星未发现过此项事件

土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
土星的卫星周围环绕着奇怪山脉的近景
一篇新的论文作者指出:由于卫星最初的形成过程中形成的山脉不起作用 。 山脉代表着它地下承载着巨大的负重 , 但是在其表面并没有明显的变形诶 早期的形成想法 。 通常需要卫星地壳足够薄以便于它可以褶皱起来形成山脉 , 但是应该会形成巨大的变形 。 这并没有看到 , 所以山脉肯定是在lapetus经过足够长时间的冰冻和变厚之后形成的 。

土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
然而 , 如果土星上的碎片残骸掉落到lapetus上 , 为什么我们在其他卫星上没看到过类似的
情况呢?你应该期望在其他卫星像土卫六 , 或者木卫四上看到类似的情况 , 但lapetus的山脉是独一无二的!所以我们需要一些像这种只发生在lapetus上的事件 , 而不是在其他卫星上 。 比如说 , 一个巨大的影响 。
现在 , 数十亿年前的今天 , 巨大的影响一直在发生 。 我们自己的月球对地球形成了如此巨大的影响 。

土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
他们对lapetus的设想的特别之处就是所谓的完整捕获:一个物体以正确的速度和角度撞向lapetus , 使它足够慢的进入卫星轨道 , 它成为了次月 , 卫星中的卫星 , 鉴于山脉的质量 , 次月仅需要大概横跨100公里即可 。
由于卫星上的潮汐 , 轨道可能发生变化 , 在很多情况下 , 随着时间的消逝 , 次月将更接近表面下降 。 最终它会足够靠近 , 然后潮汐将次月撕裂开 , 在lapetus周围形成一个厚厚的颗粒环 。 然后这些掉落的碎片会快速的、自然的掉落在赤道周围的母环中更像土星的环 , 组成一个更大更宏伟的环的微型模型环绕在其母星周围 。 只有当颗粒互相碰撞时环会散开 。 在环内部的大量物质会掉落到卫星上 , 以很小的角度和很快的速度撞击 , 允许他们在表面堆积
瞧!怪异的山脉!

土星|为何只在土卫八上出现连续的山脉?
土星的卫星lapetus一个极大的特写显示出山脉表面严重的坑坑洼洼
这就解释了为什么在赤道且只有在赤道上卫星表面在重力的作用下没有变畸形(这要花一段
时间才能形成 , 与此同时lapetus可以忍受重量的厚度) 。 这也可以解释为什么我们只在这一个星球上看到它 。 只有当卫星足够大时 , 但是距离它的母星又非常远的情况下 。 Lapetus距离土星有350万公里 , 非常遥远 。 这样就可以在卫星周围的某个区域(类似于它的山球)保持稳定的次月一段时间 , 这对于其他卫星来说范围太小 , 所以这种情况下发生的可能性要小很多 。 他们注意到天王星的卫星天卫三和天卫四也许满足这些条件 。 他们似乎也有山脉 , 但当旅行者2号飞船在1986年飞过时 , 他们可能会错过它们 。
我注意到这篇论文是怎样吸引到我的:我在2018年的博客上写着卫星中有卫星的可能 , 至少在很长一段时间内解释了他们的可能性但也显示出它的难度 。 我那篇文章中还提到 , 我有个观点就是lapetus上的山脉可能是由坠落的次月形成的 。
我写上面这篇文章的主导作者 , 安德鲁-多巴德 , 看到这篇文章然后与我联系说我的猜想可能是正确的!非常酷 , 我没有长时间参与任何科学研究但很高兴仍然知道这些 。 大量的科学主意来源于洞察力和直觉 , 讲这些连接起来去形成一个更连贯的模式 。
这就是多巴德和他的合著者在这所做的 。 奇特山脉的形成也许不是一个硬道理 。 但这是一个有意义模型 。 我希望看到更多发送给土星的探针可以进一步研究这个事情 。 太阳系是一个怪异的地方 , 但是许多有些地方肯定比其他地方更奇怪!
BY: Phil Plait
FY: Esther
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