土星最大的卫星土卫六能看到微弱微风产生的10英尺高的波浪
麻省理工学院科学家开发的一种新模型预测了不同行星条件下波的形成方式。 图片来源：uux.cn麻省理工学院
（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：土卫六是土星已知292颗卫星中最大的一个。它也是除地球外唯一确认存在类似太阳系海洋的静止液体的宇宙天体。但不要指望天气平静。根据《地球物理研究杂志：行星》中详细介绍的一项新建模系统，土卫六上最微弱的风阵风都能在碳氢化合物海洋中产生巨大翻滚的波浪。
虽然太阳系中有无数迷人的地方，但土卫六依然是最引人入胜的之一。它比地球的月球大近50%，质量高出80%，甚至比水星还要大。土卫六还富含益生元化合物，使其成为冰冷外壳下海洋生命的最佳栖息地之一。
虽然其平均地表温度为-296.59华氏度，确保了完全没有流动的水，但仍有河流和海洋中充满了乙烷和甲烷等轻质碳氢化合物。天文学家长期以来一直怀疑这些大型液体体会产生波浪，定期雕刻海岸线并塑造地貌，但土卫六厚重的大气层和与地球的距离使得这一说法难以确认。
科学家们可能仍无法获得月球波浪的视觉确认，但他们现在可以通过麻省理工学院（MIT）和伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的新建模系统，更好地理解月球的流体动力学。这款名为PlanetWaves的免费模拟器显示，与地球不同，最小的微风也能轻松产生10英尺高的波浪，这得益于土卫六独特的表面。
“在地球上，我们习惯了某些波动动力学，”研究合著者、WHOI地球物理学家Andrew Ashton在一份声明中说。“但通过这个模型，我们可以看到不同液体、大气和引力的行星上的波动行为，这在某种程度上挑战了我们的直觉。”
此前的研究主要集中在预测行星引力如何影响波浪。正如麻省理工学院行星科学家乌娜·施内克所解释的，他们团队的模型首次包含了液体表面张力、粘度和密度等其他重要成分因素。而对于土卫六的液体，如果亲眼看到，结果将难以理解。
“看起来有点像慢动作中高大的波浪，”施耐克说。“如果你站在这湖岸边，你可能只感受到一阵微风，但你会看到这些巨大的海浪向你涌来，这在地球上可不是我们所预期的。”
重力在允许或阻止波浪中也起着重要作用。除了土卫六，研究作者还测试了PlanetWaves在古代火星以及太阳系外三颗系外行星上曾见过的条件。在每种情况下，地点的独特因素都造成了截然不同的情况。
“酷超地球”LHS1140b可能有水，但其强引力会阻碍没有显著阵风的巨浪。与此同时，类金星系外行星开普勒1649b的硫酸湖需要更强的风速。然而，系外行星55-坎克里e是所有模拟行星中最顽固的。其强大的重力和熔岩海洋需要飓风般的条件才能产生哪怕是最微小的波浪。
PlanetWaves 远不止是一款新颖的模拟器。计算遥远行星和卫星上的流体行为，有助于为建造新航天器和探测器的工程师提供信息。如果一切按计划进行，阿尔忒弥斯计划预计将在2028年某个时候建立首个长期人类登月。接下来会发生什么谁也说不准，但研究人员正准备顺其自然。
“想象一个完全静止的湖面，”阿什顿说。“我们正在琢磨第一缕能掀起第一波细小涟漪，最终形成满浪的海浪。”
