研究發現土衛六可能是太陽系中最大的“冰沙”

美國宇航局（NASA）最新研究顯示，長期被認為在冰殼之下隱藏著全球性液態海洋的土星衛星土衛六（Titan），其內部結構或許遠不似此前設想的那樣“海洋化”，反而更像是一顆規模空前的“宇宙刨冰”——由高壓冰與巖石混合而成的半固態泥漿。

這項研究基于對“卡西尼”號探測器在2012年飛掠土衛六期間所獲取數據的重新分析。多年來，科學界普遍認為，外太陽系多顆冰質衛星都在厚厚的冰殼和巖石內核之間，夾著一層龐大的地下海洋。自2008年以來，籠罩在甲烷大氣之下的土衛六也被列入這一“海洋世界”候選名單。然而，最新的建模結果表明，土衛六內部可能并非大面積自由流動的液態水，而是一種近似冷凍甜點般的半固態混合物。

研究團隊利用NASA深空網絡（DSN）對“卡西尼”繞行土星并掠過土衛六時發回的無線電信號進行多普勒頻移測量，通過分析這些頻移，科學家得以反推土衛六對探測器的引力牽引，并進一步判斷這顆衛星在土星潮汐作用下的“柔軟”程度，也就是其形狀隨潮汐拉扯發生變化的幅度與速度。早先的分析認為，土衛六幾乎可以即時響應土星潮汐變化，在橢圓軌道運行過程中幾乎同步完成形變。沒有明顯時間滯后被視為其內部存在大規模液態水層的重要證據，再加上此前對剛度（剛性）的估算以及其內部保留足夠熱量的推演，全球性地下海洋一度成為主流假設。

然而，最新采用更復雜模型的分析結果推翻了這一判斷。研究人員發現，土衛六在潮汐響應上并非“緊跟節拍”，而是存在約15小時的滯后。這一現象既不符合典型液態內部結構的特征，也難以用完全固態內部來解釋，卻與一種“半固態”“泥漿狀”內部環境高度吻合。新的計算指出，早先對土衛六剛度的理解存在偏差，經修正后更符合一種由冰與巖石混合構成、整體呈現低黏度“糊狀”的內部結構。同時，數據還顯示，土衛六內部有能力將來自核心的熱量有效向外輸運，使局部區域發生再凍結，從而在堅硬冰殼和巖石核之間形成一層厚實的“巖冰泥漿帶”。

根據最新模型，土衛六所謂的“海洋”更接近由高壓相冰VI和冰VII構成的冰泥，與巖石碎屑摻雜，內部散布著許多溫暖的水囊。冰VI與冰VII均是在巨大壓力下依然保持固態或半固態的水冰形態，而這些水囊中的溫度可達約20攝氏度（68華氏度）。研究團隊指出，如果巖石中的礦物質能夠遷移到這些相對溫暖、富含液態水的小型“口袋”中，從理論上講，那里可能具備孕育原始微生物生命的條件，盡管這一設想距離實際發現生命仍有極大距離。

負責相關分析的美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）博士后研究員Flavio Petricca表示，科學界原本并未預期土衛六內部會存在如此強烈的能量耗散現象。通過進一步降低多普勒數據中的“噪聲”，研究團隊得以捕捉到此前被掩蓋的細微信號波動，這些“小波紋”成為證明土衛六內部結構與過往理解截然不同的關鍵“煙槍證據”。Petricca解釋稱，低黏度的巖冰泥漿既能讓土衛六在土星潮汐作用下發生明顯的鼓脹與壓縮，又足以高效排出內部熱量，從而避免大范圍融化形成真正的全球性液態海洋，使這顆衛星長期維持在一種“半融化”的邊緣狀態。

在科學意義之外，這一“宇宙最大刨冰”的比喻也為未來探測任務增添了一絲幽默色彩。文章戲稱，如果這套“泥漿海”模型最終獲得進一步觀測證實，那么未來奔赴土衛六的任務團隊或許需要考慮的，不僅是如何在高壓冰與巖石泥漿間安全下潛，還要“順帶討論”應當攜帶哪種口味的糖漿，才能與這顆行星級“冰沙”最為搭配。相關研究已發表于《自然》雜志，由NASA發布的研究簡報對外公布了這一最新成果。