美國宇航局（NASA）最新研究顯示，長期被認(rèn)為在冰殼之下隱藏著全球性液態(tài)海洋的土星衛(wèi)星土衛(wèi)六（Titan），其內(nèi)部結(jié)構(gòu)或許遠(yuǎn)不似此前設(shè)想的那樣“海洋化”，反而更像是一顆規(guī)模空前的“宇宙刨冰”——由高壓冰與巖石混合而成的半固態(tài)泥漿。

這項(xiàng)研究基于對“卡西尼”號探測器在2012年飛掠土衛(wèi)六期間所獲取數(shù)據(jù)的重新分析。多年來，科學(xué)界普遍認(rèn)為，外太陽系多顆冰質(zhì)衛(wèi)星都在厚厚的冰殼和巖石內(nèi)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(wèi)六也被列入這一“海洋世界”候選名單。然而，最新的建模結(jié)果表明，土衛(wèi)六內(nèi)部可能并非大面積自由流動的液態(tài)水，而是一種近似冷凍甜點(diǎn)般的半固態(tài)混合物。

研究團(tuán)隊(duì)利用NASA深空網(wǎng)絡(luò)（DSN）對“卡西尼”繞行土星并掠過土衛(wèi)六時(shí)發(fā)回的無線電信號進(jìn)行多普勒頻移測量，通過分析這些頻移，科學(xué)家得以反推土衛(wèi)六對探測器的引力牽引，并進(jìn)一步判斷這顆衛(wèi)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(fā)生變化的幅度與速度。早先的分析認(rèn)為，土衛(wèi)六幾乎可以即時(shí)響應(yīng)土星潮汐變化，在橢圓軌道運(yùn)行過程中幾乎同步完成形變。沒有明顯時(shí)間滯后被視為其內(nèi)部存在大規(guī)模液態(tài)水層的重要證據(jù)，再加上此前對剛度（剛性）的估算以及其內(nèi)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(shè)。

然而，最新采用更復(fù)雜模型的分析結(jié)果推翻了這一判斷。研究人員發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)六在潮汐響應(yīng)上并非“緊跟節(jié)拍”，而是存在約15小時(shí)的滯后。這一現(xiàn)象既不符合典型液態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征，也難以用完全固態(tài)內(nèi)部來解釋，卻與一種“半固態(tài)”“泥漿狀”內(nèi)部環(huán)境高度吻合。新的計(jì)算指出，早先對土衛(wèi)六剛度的理解存在偏差，經(jīng)修正后更符合一種由冰與巖石混合構(gòu)成、整體呈現(xiàn)低黏度“糊狀”的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同時(shí)，數(shù)據(jù)還顯示，土衛(wèi)六內(nèi)部有能力將來自核心的熱量有效向外輸運(yùn)，使局部區(qū)域發(fā)生再凍結(jié)，從而在堅(jiān)硬冰殼和巖石核之間形成一層厚實(shí)的“巖冰泥漿帶”。

根據(jù)最新模型，土衛(wèi)六所謂的“海洋”更接近由高壓相冰VI和冰VII構(gòu)成的冰泥，與巖石碎屑摻雜，內(nèi)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(tài)或半固態(tài)的水冰形態(tài)，而這些水囊中的溫度可達(dá)約20攝氏度（68華氏度）。研究團(tuán)隊(duì)指出，如果巖石中的礦物質(zhì)能夠遷移到這些相對溫暖、富含液態(tài)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(shè)想距離實(shí)際發(fā)現(xiàn)生命仍有極大距離。

負(fù)責(zé)相關(guān)分析的美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）博士后研究員Flavio Petricca表示，科學(xué)界原本并未預(yù)期土衛(wèi)六內(nèi)部會存在如此強(qiáng)烈的能量耗散現(xiàn)象。通過進(jìn)一步降低多普勒數(shù)據(jù)中的“噪聲”，研究團(tuán)隊(duì)得以捕捉到此前被掩蓋的細(xì)微信號波動，這些“小波紋”成為證明土衛(wèi)六內(nèi)部結(jié)構(gòu)與過往理解截然不同的關(guān)鍵“煙槍證據(jù)”。Petricca解釋稱，低黏度的巖冰泥漿既能讓土衛(wèi)六在土星潮汐作用下發(fā)生明顯的鼓脹與壓縮，又足以高效排出內(nèi)部熱量，從而避免大范圍融化形成真正的全球性液態(tài)海洋，使這顆衛(wèi)星長期維持在一種“半融化”的邊緣狀態(tài)。

在科學(xué)意義之外，這一“宇宙最大刨冰”的比喻也為未來探測任務(wù)增添了一絲幽默色彩。文章戲稱，如果這套“泥漿?！蹦Ｐ妥罱K獲得進(jìn)一步觀測證實(shí)，那么未來奔赴土衛(wèi)六的任務(wù)團(tuán)隊(duì)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(yīng)當(dāng)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(guān)研究已發(fā)表于《自然》雜志，由NASA發(fā)布的研究簡報(bào)對外公布了這一最新成果。