土星大气水汽之谜：土卫二喷射
从这张照片上，至少可以看到4道水汽喷流从土卫二的南极地区喷发而出。这张照片于2009年12月25日由美国宇航局卡西尼探测器搭载的窄角相机在可见光波段拍摄。
根据一项最新的研究，一颗土星卫星向太空喷射水汽的现象可能造成了土星周围出现水汽的环绕，并解释了土星高层大气中水汽成分的来源。
这颗小卫星就是土卫二，土星的第六大卫星，研究人员表示，这颗小小的卫星是目前太阳系中已经唯一一颗竟然能影响其母行星化学组分的卫星。这一研究结果也终于帮助科学家们解开了一个14年来的谜团：即土星上层大气中的水汽成分从何而来？
此项研究的首席科学家，来自德国马普研究所太阳系研究部门的保罗·哈托(Paul Hartogh)在一项声明中表示：“在地球上没有发现类似的现象，因为没有大量的外部水源从太空进入地球上层大气。因此可以说这种现象是土星独有的。”
土卫二表面温度很低，完全是一个冰封的世界，但是却拥有一个活跃的内核，尤其是其南极地区，地质活动活跃。在这一地域，卡西尼号探测器发现了4条深深的裂谷，称为“虎斑”(tiger stripes)，这里是整个星球上地质活动最为剧烈的地域。
这些裂谷长度大约130公里，宽约2公里，这里不断向太空喷出水汽，形成一个壮观的太空“温泉”。根据测算，土卫二每秒钟大约向太空喷射550磅(约合250公斤)的水汽。
土星的另一个光环
来自欧洲赫歇尔空间望远镜的观测数据显示土卫二释放出的水汽在土星周围形成了一个甜甜圈形状的环。
这个水汽环的宽度几乎相当于土星半径的10倍，但是其厚度仅有大约1个土星半径。土卫二的偏心轨道意味着它在围绕土星运行时，两者之间的距离会出现变化。但是赫歇尔望远镜的观测显示，土卫二在整个运行周期内均匀地补充着这个水汽环中各处的物质成分。
尽管这一水汽环结构非常巨大，但是之前都没有被探测到，这是因为水汽在可见光波段是透明的。而赫歇尔望远镜在红外波段工作，因而可以捕捉到这一结构的存在。
“这样的工作只有赫歇尔望远镜能够完成，”欧空局赫歇尔项目科学家格伦·皮布莱特(Göran Pilbratt)在一份声明中说：“首先是欧空局的红外空间望远镜在土星大气中发现了水汽成分。随后美国/欧洲合作进行的卡西尼/惠更斯探测器发现了土卫二南极存在水汽喷流。而这一次，赫歇尔望远镜的观测结果终于将所有这些数据结合在了一起。”
揭开谜团
长期以来科学家们便已经知道土星深层大气中确实存在微量的水汽成分，但是他们对于土星高层大气中为何也会存在水汽成分感到困惑。这一现象最早是在1997年由一个欧洲空间局研究小组使用欧洲红外空间天文台发现的，但是直到今天，人们才最终搞清这些水汽的来源。
根据赫歇尔望远镜数据进行的计算机模拟显示土卫二喷出的水汽中大约有3~5%最终进入了土星的高层大气中。
尽管土卫二喷出的水汽大部分散失在太空之中，还有一部分进入土星大气，甚至飘散到其它土星卫星表面，但就是这么一小部分进入土星大气的水汽便已经足以解释其高层大气中的水汽成分了。这些水汽也可以解释土星大气中含氧化合物的来源，如二氧化碳。
最终，这些水汽会逐渐下沉进入土星深层大气，在那里这些水汽将凝结形成纤弱的云层，逐渐消失于深处，无法观测到。
新浪科技(晨风)
