20200501新的歐羅巴再處理影像清晰地展示了「混沌地形」的細節

2020/05/07 100 天文探索 , 太陽系 , 探索任務 , 木星

木星的衛星歐羅巴(木衛二)表面有各式各樣的地貌,包括山脊、帶狀物、小圓頂和被地質學家稱為「混沌地形」(Chaos Terrain)的破碎空間。NASA 的伽利略號在 20 世紀 90 年代末拍攝的三張最新再處理影像展示了歐羅巴上不同表面特徵的細節。

儘管伽利略號拍攝的數據已經有二十多年的歷史了,但科學家們正在利用現代影像處理技術繪製出衛星表面的新景象,為木衛二飛越任務(Europa Clipper mission)的到來做準備。歐羅巴的軌道探測器將對其進行數十次的飛越,以了解衛星厚厚冰殼下的海洋以及其表面的相互作用。這項任務將在未來幾年內發射,這將是自伽利略號以來首次返回歐羅巴的探測器。


▲ 在這個由三張新的再處理歐羅巴(木衛二)影像組成的圖庫中,可以看到衛星冰面上的各種特徵的細節。這影像中名為「混沌過渡區」(Chaos Transition)的區域展示了移動的塊狀物,山脊可能與木星引力造成的地殼斷裂有關。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

NASA 噴氣推進實驗室的行星地質學家辛西婭-菲利普斯(Cynthia Phillips)說:「在這樣的解析度下,我們只看到了歐羅巴表面的很小一部分。木衛二飛越任務探測器將大大增加我們能看到的部份。",該實驗室是帕薩迪納加州理工學院的一個部門。作為歐羅巴項目的工作人員及科學家,她負責監督一個長期的研究項目,對衛星的影像進行重新分析。


▲ 上圖顯示了伽利略號在第 8 次定向飛越木星衛星歐羅巴時拍攝到的每張影像的位置,每張影像都展示了其各種特徵。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech

這三幅影像都是在 1998 年 9 月 26 日伽利略號飛越歐羅巴時沿歐羅巴的同一經度拍攝的,這是該探測器對歐羅巴進行的 11 次定向飛越中的第 8 次。透過灰階(黑白)清晰濾鏡拍攝的高解析度影像展示了小到 500 碼(460 米)的特徵。技術人員使用不同次飛越同一區域的低解析度彩色影像,並將該影像顏色映射到高解析度影像上,這是一個艱苦的過程。

像這樣的增強彩色影像可以讓科學家們用不同的顏色來強調地質的特徵。這樣的影像並不像人眼所看到的那樣,而是誇大了顏色的變化,以突出地表的不同化學成分。看上去淺藍色或白色的區域是由相對純淨的水冰構成,而偏紅的區域則有更多的非冰物質,如鹽等。


▲ 這張圖中的區域稱為「十字交叉帶」(Crisscrossing Bands),它展示的是山脊。當表面的裂縫反復開合時,可能會形成山脊。相比之下,這裡顯示的光滑帶則是在裂縫繼續橫向拉開的地方形成的,會產生大的、寬的、相對平坦的特徵。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

行星科學家研究了歐羅巴的高解析度影像,尋找關於其表面如何形成的線索。我們今天看到的歐羅巴表面平均有 4000 萬到 9000 萬年的歷史,比歐羅巴星本身要年輕得多,它是在 46 億年前與太陽系一起形成的。事實上,歐羅巴表面是太陽系中最年輕的表面之一,這也是它這麼耐人尋味的奇特之處。


▲ 這張圖展示的是混沌地形(Chaos Terrain),其中的物質塊發生了位移、旋轉、傾斜和再凍結。科學家們以此作為謎題,尋找地表變化的線索。它靠近影像底部的寬闊地帶,這個區域被稱為 Chaos Near Agenor Linea。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

木星的強大引力拉伸了歐羅巴表面結冰的長條線性脊和帶,這與歐羅巴結冰的表面結殼有關。當歐羅巴表面的裂縫反復開合時,可能會形成波紋,形成一個通常高幾百碼、寬幾英里、橫跨數千英里的特徵。

相比之下,帶狀地形是指裂縫似乎在水平方向上持續拉開,並形成寬闊、相對平坦的地貌。

所謂的混沌地形區域包含了被重新凍結到新的位置之前,其已經側移、旋轉或傾斜的塊狀物。為了了解它們可能是如何形成的,科學家們把這些塊狀物當作拼湊的拼圖碎片來研究。

伽利略號任務網站:https://solarsystem.nasa.gov/galileo/

關於歐羅巴及木衛二飛越任務的更多訊息,請見:https://europa.nasa.gov/

✎ 參考資料 · References

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