《科學(xué)》雜志“巨型氣態(tài)行星”特刊：對(duì)土星體系未經(jīng)探索的區(qū)域提供新觀察和看法 _科學(xué)

《科學(xué)》雜志“巨型氣態(tài)行星”特刊：對(duì)土星體系未經(jīng)探索的區(qū)域提供新觀察和看法
（）據(jù)EurekAlert!：卡西尼號(hào)太空船的長達(dá)20年的探索使命以一系列的狂野軌道飛行而達(dá)到高潮。它首先擦過土星環(huán)的外緣，接著，在其生命的最終階段（卡西尼的大結(jié)局），在扎入土星大氣上層并在那里解體之前，它先潛入到了土星和其結(jié)冰的土星環(huán)間的狹窄空隙。直到其生命終結(jié)之前，卡西尼都在收集和傳輸寶貴的科學(xué)數(shù)據(jù) 。
在本期《科學(xué)》“巨型氣態(tài)行星”特刊中有6篇研究文章報(bào)告了卡西尼最后向地球發(fā)回的一些結(jié)果。每一篇文章都對(duì)土星體系的這一先前未經(jīng)探索的區(qū)域提供了觀察和看法。
在第一篇“研究文章”中，Jack Waite和同事用卡西尼“大結(jié)局”之行的數(shù)據(jù)來直接檢測(cè)土星大氣及從土星環(huán)脫落下的物質(zhì)成分。Waite等人披露，探索土星環(huán)與土星大氣間的化學(xué)性相互作用可為土星環(huán)的化學(xué)組成及它們?nèi)绾斡绊懲列谴髿獬煞痔峁┬畔?。安裝在卡西尼上的“離子與中性粒子質(zhì)譜儀”對(duì)土星與土星環(huán)之間的區(qū)域進(jìn)行了原位測(cè)量；作者發(fā)現(xiàn)，水、甲烷、氨、一氧化碳和/或分子氮及二氧化碳會(huì)常規(guī)性地從D環(huán)（最內(nèi)側(cè)環(huán)）內(nèi)流進(jìn)入土星的大氣。出乎意料的是，這些結(jié)果還表明，化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的富含有機(jī)物的物質(zhì)（也許作為較大的納米顆粒）也會(huì)脫落進(jìn)入土星的大氣，因而進(jìn)一步改變其電離層和熱層的組成與結(jié)構(gòu) 。據(jù)作者披露，相對(duì)近期的對(duì)D環(huán)的擾動(dòng)（如彗星穿過）可能改變了土星環(huán)物質(zhì)脫落進(jìn)入土星大氣的速率。這一化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)移的可變性會(huì)影響所觀察到的土星大氣中的漫長時(shí)間尺度的碳和氧含量。
在第二篇相關(guān)的“研究文章”中，Hsiang-Wen Hsu和同事測(cè)定了從土星環(huán)掉入土星大氣的塵粒的組成。盡管土星的主要環(huán)狀結(jié)構(gòu)的95%以上的組成為水冰，但其它環(huán)狀結(jié)構(gòu)的組成物質(zhì)仍然難以捉摸。卡西尼的土星內(nèi)側(cè)之旅可對(duì)“環(huán)雨”進(jìn)行分析，它可識(shí)別大小至數(shù)十納米的硅酸鹽和水冰顆粒。據(jù)Hsu等人披露，作為掉入土星大氣塵粒的硅酸鹽百分比要高于土星環(huán)中的硅酸鹽大體含量。
在第三篇“研究文章”中，Donald Mitchell和同事也對(duì)掉落的塵粒進(jìn)行了研究。Mitchell等人就引起這些塵粒掉落到軌道之外并進(jìn)入土星大氣的大氣物理學(xué)進(jìn)行了探討。卡西尼的貼近通過還能對(duì)土星的磁場(chǎng)進(jìn)行研究。
在第4篇“研究文章”中， Michele Dougherty和同事對(duì)土星的內(nèi)、外磁場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量；他們發(fā)現(xiàn)了小尺度的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu) ，后者提示在土星內(nèi)部存在著復(fù)雜多層的動(dòng)力過程。
Elias Russos和同事在第5篇“研究文章”中介紹了他們的結(jié)果，該文描述了對(duì)截留在土星環(huán)內(nèi)的另外一個(gè)輻射帶的發(fā)現(xiàn) 。據(jù)Russos等披露，質(zhì)子的強(qiáng)烈耗竭與在D-環(huán)上的特征關(guān)聯(lián)，提示土星附近塵粒環(huán)境是多樣且高度結(jié)構(gòu)化的。
最后，在第6篇“研究文章”中，Laurent Lamy和同事介紹了卡西尼在飛過土星磁氣圈時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)；該磁氣圈所產(chǎn)生的行星極光無線電波發(fā)射是迄今所知的所有磁化行星的特征。
Lamy等說，了解這些無線電波發(fā)射需要在其源頭區(qū)域內(nèi)進(jìn)行原位檢測(cè)，它可幫助尋找系外行星及解讀其它天文學(xué)現(xiàn)象。

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《科學(xué)》雜志“巨型氣態(tài)行星”特刊：對(duì)土星體系未經(jīng)探索的區(qū)域提供新觀察和看法