科學家利用美國宇航局資深航天器的雷達觀測結果，拼湊出了土星最大衛星泰坦的第一張全球地形圖。
這張新的泰坦地圖是由美國宇航局卡西尼號探測器對該衛星的雷達觀測拼接而成。它以前所未有的視角揭示了泰坦的表面，應該有助於科學家更多地瞭解太陽系中最像地球的天體之一，地圖繪製團隊的成員說。
“泰坦有許多有趣的活動——比如流動的液體和移動的沙丘——但要理解這些過程，瞭解地形的坡度很有用，”馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯大學應用物理實驗室卡西尼號探測器雷達小組的成員、領導地圖設計工作的拉爾夫·洛倫茲在一份宣告中說。“這對那些研究水文和模擬泰坦氣候和天氣的人尤其有幫助，他們需要知道是否有高地或低地在驅動他們的模型。”
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泰坦是太陽系中第二大的衛星，也是已知唯一擁有云層和濃密大氣層的衛星。科學家們一直熱衷於研究這個雲層覆蓋的世界，因為它具有類似地球的特性。泰坦的大氣層與地球一樣，主要由氮氣組成，但泰坦的降雨、雲層和湖泊是由甲烷構成的，而不是水。
泰坦富含氮氣的大氣層還含有來自甲烷的有機化學物質，這可能為我們所知的生命的構建模組提供線索，研究人員說。
透過雲層觀看
通常，美國宇航局使用遙控相機觀察地貌的形狀和陰影來繪製行星的地形圖。然而，研究人員解釋說，泰坦濃密的大氣層使得這項工作變得困難。
美國宇航局的卡西尼號探測器自2004年抵達土星以來，已經飛過泰坦近100次。當航天器掠過朦朧的衛星時，它使用雷達成像儀穿透雲層。然後可以使用這些雷達測量來估計衛星上地形特徵的高度。
但是，由於卡西尼號只能在飛掠時觀測泰坦，因此拼湊出其表面的完整地圖具有挑戰性。
洛倫茲說：“我們只對泰坦大約一半的表面進行了成像，並且需要多次‘觀察’或特殊觀測來估計表面高度。”“如果您將泰坦劃分為 1 度 x 1 度[緯度和經度]的正方形，那麼只有 11% 的正方形包含地形資料。”
為了建立全球地圖，洛倫茲和他的同事使用了一種稱為“樣條”的數學過程，該過程使用光滑的曲面將現有資料的網格拼接在一起。
洛倫茲說：“您可以找到一個沒有資料的地方，檢視它與最近資料有多近，並使用各種平均和估計的方法來計算出您的最佳猜測。”“如果您選擇一個點，並且所有附近的點都是高海拔，那麼您需要一個特殊的理由來認為該點會更低。我們正在數學上掩蓋我們覆蓋範圍中的空白。”
拼湊難題
科學家們已經知道泰坦的極地地區海拔低於赤道周圍的地區，但新的地形圖填補了細節，這將使研究人員能夠更準確地模擬泰坦河流的流向以及衛星甲烷降雨的季節性分佈。
洛倫茲說：“沙子的移動和液體的流動受坡度的影響，而山脈可以引發雲的形成，從而導致降雨。”“這個全球產品現在為建模者提供了對泰坦動態氣候系統中這個關鍵因素的便捷描述。”
該地圖是使用 2012 年的資料編制的，但洛倫茲表示，當卡西尼號航天器的任務在 2017 年結束時可能會更新。與此同時，科學家們希望新編制的地形資訊能夠激發對泰坦的新研究。
加利福尼亞州帕薩迪納市美國宇航局噴氣推進實驗室卡西尼號雷達小組副組長史蒂夫·沃爾在一份宣告中說：“有了這張新的地形圖，我們太陽系中最迷人和最具活力的世界之一現在以 3D 形式呈現出來。”“在地球上，河流、火山甚至天氣都與地表的高度密切相關——我們現在渴望瞭解我們在泰坦上能從它們身上學到什麼。”
該地圖發表在 2013 年 7 月的《伊卡洛斯》雜誌上。
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