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2008 年 2 月 26 日

太陽系裡的奇景 (26): 泰坦的有機世界
   提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 : 目前已知, 泰坦 (Titan, 土衛 6 )的大氣層厚度(約 600 公里) 約為 地球大氣層 厚度(約 60 公里)的 10 倍, 泰坦大氣層的主要組成 : 82 - 99% 氮 (N2)、1 - 6% 甲烷 (C H4)、1 - 6% 氬 (Ar) 也略與地球大氣層的主要組成:約 78.32% 氮 (N2)、20.946% 氧 (O2)、1% 水 (H2 O)、0.934% 氬 (Ar) 和 0.035% 二氧化碳 (C O2) 有所不同。 因此,在 太陽 紫外光 電磁波 輻射下, 形成了不同的大氣層景觀。如上圖泰坦北極上空的大紅雲塊照片。

         肩負登陸探測 泰坦使命的 惠更斯號登陸探測器 (Huygens Probe) ,隨著1997 年 10 月 5 日升空的 卡西尼˙惠更斯 (Cassini - Huygens) 太空船終於成功地於 2004 年 7 月 1 日抵達了 土星系統 , 當年聖誕節歐洲航太總署 (ESA) 設計的 惠更斯號登陸探測器 脫離 卡西尼環繞器 (Cassini Orbiter), 次年 (2005 年) 1 月 14 日也順利地登陸了土星最大 衛星 ( 泰坦 )。卡西尼環繞器 收集了泰坦表面極為可貴的資訊,其中包括約 350 張降落前後所拍攝的照片。 照片顯示,泰坦表面顯然可見被流質侵蝕所形成的渠道、疑似海岸線的結構、更有似乎經歷沖刷的圓潤石塊物件。 惠更斯號登陸探測器從距離地面 160 公里 的高度,偵測採樣泰坦的大氣狀態。 根據樣本顯示,其平流層是均勻混合的甲烷 (CH4) 及氮氣 (N2)。 甲烷濃度從對流層到地表之間逐漸增加。 甲烷形成的雲層位在距離地表約 20 公里高的位置,而接近地表的位置, 也偵測到了甲烷或乙烷 (C2H6) 霧的存在。

          土星 衛星 泰坦 (Titan)上有海洋或湖嗎? 這道猜測歷經超過 20 年,直到 2006 年 7 月 22 日美國航空暨太空總署 (NASA) 卡西尼環繞器 近距離飛越泰坦時所拍攝的 雷達波 照片 (上照片片) 顯示, 才確信泰坦上可能有湖是肯定的。 不過湖裡的液體可能不是水 (H2O),而是液態甲烷 (CH4)。 2004 年 7 月 2 日,卡西尼環繞器在拍攝泰坦南極地區時,發現一處輪廓清晰但不規則的暗點, 平滑的邊緣類似湖岸線,科學家遂推斷它是個湖。 他們在此之前未曾在這顆衛星上見過這類東西。 在 2006 年 7 月 22 日所拍攝到的上圖中低 反射率 之雷達波暗區塊找到 75 個, 暗區塊寬度大小從 3 公里至 70 公里不等,顏色也深淺不一。 比較 地球上湖泊的雷達波影像,泰坦上的這些雷達波暗區塊, 可能有些裝滿著液體、但有些可能已乾涸。另外的觀察,發現北半球湖泊較明顯且大氣的 水文循環 (hydrologic cycle) 活躍,在循環過程中湖裝的是液態甲烷而不是水,下的是甲烷雨。推測泰坦隨著土星繞行太陽的 29 年周期裡,冬季的半球會穩定的下著甲烷雨、湖泊的液體也會裝的較滿;反之,夏季的半球湖泊會較乾涸。

明日主題 : 太陽系裡的奇景 (27): 有機物質遍布的太陽系環境
天文史上的今天 : 1935 年 2 月 26 日,英國物理學家沃森瓦特 (Robert Alexander Watson-Watt,1892.4.13.-1973.12.5.)首次演示他發明的 雷達裝置

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主編 : 陳輝樺陳輝樺                 
                            諮詢服務 : 陳輝樺 或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                                                         蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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