“科学家揭开了泰坦星上的沙丘之谜”

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上面的照片是卡西尼号拍摄的土星最大的卫星泰坦星沙丘，地形特征像地球上的纳米比亚沙丘。 上面照片明亮的部分不是云，而是沙丘的地形。 图片来源:美国航空空航天局。

中国科学技术网11月9日报道，泰坦星是土星最大的卫星，也是奇异的星星。 与其他卫星不同，土卫六有浓密的大气，有乙烷和甲烷等天然气组成的河流和湖泊，也有微风吹过的沙丘。 这些沙丘高数百码，宽1英里，长超过数百英里。

诺克斯思考尔市田纳西大学地球行星科学系副教授德语？ 伯恩指导了这项研究，认为泰坦星的风速一定比我们以前想象的要快，于是就可以移动沙粒。 这个发现解释了泰坦星沙丘是如何形成的。

该研究成果已发表在着名学术杂志《自然》上。

十年前，伯尔尼和其他科学家对卡西尼号返回的泰坦星照片表示怀疑。 因为照片显示的是由从来没有见过的粒子构成的沙丘。 而且，以前的科学家们也认为泰坦星上不存在沙粒。

“这太惊人了。 泰坦星有沙粒那么大的粒子。 而且，我们不知道它们的来源。 而且，泰坦有风。 ”伯恩说。 “在看到这些照片之前，我认为泰坦星的风速很低。 ”

最大的谜团是这些沙丘的形状是如何形成的。 卡西尼号的数据显示，大风从东向西刮，促进了沙丘的形成。 但是，山脉和陨石坑等障碍物周围的流线形状的沙丘，被风吹，向超相反的方向移动，呈现出这种形状。

为了探索真相，伯尔尼花了6年时间整修了nasa废弃的高压风洞，再现了泰坦星的地表条件。 她和她的团队在隧道里模拟泰坦星浓密的大气层，打开隧道风扇，研究了这些实验沙粒的表现。 由于泰坦星的沙粒特征不清楚，他们在风洞中使用23种不同的沙子分析了泰坦星沙粒移动的可能性。

土卫六风洞内用于实验的泥沙。 照片:田纳西大学

经过两年多次模型和校准方法的研究，研究小组发现在泰坦星的最小风速比以前认为的移动沙子的风速快50%。

伯恩说:“我们最初使用的研究模型是风速模型，但我们需要调整数据以与风洞数据一致。” “研究表明，沙粒运动实际需要的风速比之前的模型计算的风速要高。 ”

需要调整模型的理由是考虑到泰坦星有浓密的大气层。 迄今为止使用的研究模型也很有用，所以可以稍微验证彗星和小行星等大气稀薄的天体。

卡西尼回归的图像中可以看到沙丘退化的模式，也证实了泰坦星上风向的变化。 照片来源:康奈尔大学/巴黎狄德罗aim研究所

此次研究发现的更高风速阈值，为沙丘形成提供了合理的解释。

伯尔尼说:“风速低，风向由东向西，就没有形成沙丘的力量。” “但是，一件不寻常的事情可能会导致风速的暂时逆转和加强。 ”

亚利桑那州立大学行星风神实验室的高压风洞用于模拟金星表面的风，那里的大气压比地球大90倍左右。 经过更新，该风洞成为土卫六风洞，研究人员明确了在土卫六上移动沙粒需要多少风速。

实验室里的其他风洞和房间让科学家模拟地球和火星的条件。 资料来源:德语伯尔尼

根据大气模型，土星年风向发生两次变化，相当于地球上的30年。 太阳越过赤道时发生了逆转，引起了大气的变化，随后引起了风速的转向。 根据伯尔尼的理论，只有在这短时间内风从西边吹来，形成了沙丘。 而且，这种高风速在卡西尼号上没有被发现。 因为发生次数不频繁。

:陈雨馨