第六天，巨大的土星光環(huán)已經(jīng)肉眼可見。一行人中的小女生已經(jīng)按捺不住跳躍著大喊道：

    “快看！好漂亮的星球！”

    大家簇擁著觀看擬態(tài)教室里見過無數(shù)次的真正的土星行星環(huán)。華楓注意到云夢和白鳳雖然略微矜持一些，但眼神里也有火熱的光在閃動，他們彼此對視了一下，不約而同的微微一笑，點點頭。

    ……

    路上，隨行的另一位天體物理學(xué)家，作為隨行的老師在明亮如同在地球的學(xué)習(xí)艙里帶華楓他們回憶了下土衛(wèi)八。

    1671年10月，喬凡尼·多美尼科·卡西尼在土星的西側(cè)發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)八。1672年初卡西尼又試圖從土星東側(cè)觀測這顆衛(wèi)星，但是沒有成功。

    其后這種情況又再次出現(xiàn)：卡西尼分別于1672年12月和1673年2月又觀測到了土衛(wèi)八——均是隔了兩周之后于土星西側(cè)觀測到的；但是在這兩周的間隔中間期內(nèi)，他卻仍然無法在土星的東側(cè)觀測到這顆衛(wèi)星。最終于1705年，卡西尼使用改進后的望遠鏡在土星東側(cè)觀測到了土衛(wèi)八，發(fā)現(xiàn)此時這顆衛(wèi)星的視星等降低了兩等。

    卡西尼對此做出了正確的推斷：即土衛(wèi)八擁有一個較亮的半球面和一個較暗的半球面，同時這顆衛(wèi)星處于潮汐鎖定狀態(tài)，總是保持著同一面面向土星，所以從地球上觀測，在土星西側(cè)觀測到的總是土衛(wèi)八較亮的一面，而在另一側(cè)觀測到的總是較暗的一面。后來土衛(wèi)八的較暗半球即被命名為“卡西尼區(qū)”。

    土衛(wèi)八（伊阿珀托斯）以希臘神話中的泰坦巨人伊阿珀托斯命名。

    土衛(wèi)八連同其他三顆土星衛(wèi)星（分別為：土衛(wèi)三、土衛(wèi)四和土衛(wèi)五）被其發(fā)現(xiàn)者卡西尼命名為“路易之星”（Sidera  Lodoicea），以紀念當時的法國國王路易十四。不過天文學(xué)家仍然遵循習(xí)慣將其命名為土衛(wèi)五；1789年又發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)一和土衛(wèi)二，土星衛(wèi)星家族隨之擴大，伊阿珀托斯也易名為土衛(wèi)七，在1848年海伯利安被發(fā)現(xiàn)之后又改名為土衛(wèi)八。

    而土衛(wèi)八的另外一個仍見使用的名稱Japetus則是由約翰·赫歇爾于其1847年出版的《在好望角天文觀測的結(jié)果》中提出。在該書中，赫歇爾提議土星的衛(wèi)星均以泰坦巨人、克洛諾斯的兄弟姐妹的名字命名，因為克洛諾斯即相當于羅馬神話中的農(nóng)神薩圖爾努斯——土星即以他的名字命名。其形容詞格為Iapetian或Japetian。

    土衛(wèi)八上的地質(zhì)特征均以法國史詩《羅蘭之歌》中的人物和地點命名（如查理曼隕石坑和土衛(wèi)八的明亮地區(qū)——隆塞斯瓦列斯區(qū)）。唯一的例外是該衛(wèi)星的陰暗區(qū)域——卡西尼區(qū)，是以該地區(qū)的發(fā)現(xiàn)者喬凡尼·卡西尼之名命名的。

    土衛(wèi)八的密度較低，這表明其可能是由冰和少量（約20%）的巖石成分構(gòu)成。

    不同于大部分的衛(wèi)星，土衛(wèi)八的整體外形并非球形或橢球形，它的赤道部分凸出，而兩極地區(qū)凹陷；同時其赤道地區(qū)獨特的山脊高度驚人，甚至在遠處觀測都能發(fā)現(xiàn)這種地形改變了這顆衛(wèi)星的形狀。這些特征使得土衛(wèi)八看起來更像核桃形的。

    土衛(wèi)八曾經(jīng)遭受過猛烈的隕石轟擊，卡西尼號在其暗面發(fā)現(xiàn)了數(shù)個大規(guī)模的隕石坑，其中至少有5個直徑超過了350公里。土衛(wèi)八最大的隕石坑是特吉斯隕石坑（Turgis），直徑達580公里，它的坑緣十分陡峭，其中的部分山崖高達15公里。

    17世紀時，卡西尼發(fā)現(xiàn)他只能在土星的西側(cè)觀測到土衛(wèi)八，而從來無法在東側(cè)觀測到這顆衛(wèi)星。他準確的推斷出土衛(wèi)八是圍繞土星公轉(zhuǎn)的同步自轉(zhuǎn)衛(wèi)星，同時它的一面要比另一面暗得多。后來這個推斷被更大型的望遠鏡所證實。

    土衛(wèi)八兩個半球亮度的差別是巨大的。其同軌道方向的一面較暗（反照率為0.3-0.5），略帶紅棕色；另一面的大部分則較為明亮（反照率為0.5-0.6，接近土衛(wèi)二）。所以逆軌道方向一面的星等達到了10.2等；而同軌道方向一面的星等大約為11.9等——超出了17世紀最好的望遠鏡的可辨別范圍。

    土衛(wèi)八的這種明暗表面類似于道教中的太極圖以及網(wǎng)球的表面。其暗面被命名為卡西尼區(qū)，明面被命名為隆塞斯瓦列斯區(qū)。

    構(gòu)成暗面的最初表面物質(zhì)被認為可能來自于土衛(wèi)八之外，而如今其表面物質(zhì)則是由較溫暖地區(qū)冰升華之后殘留的粗屑構(gòu)成，其中包含著類似于在原始隕石和彗星表面所發(fā)現(xiàn)的有機物。從地球上進行的觀測表明土衛(wèi)八上含有較豐富的碳元素，其間可能存在如氰化氫聚合物之類的氰基化合物。

    2007年9月10日，卡西尼號從距離1640公里處飛掠過土衛(wèi)八，發(fā)現(xiàn)該衛(wèi)星的明暗兩面都遭受了猛烈的轟擊。它還發(fā)現(xiàn)構(gòu)成卡西尼區(qū)和隆塞斯瓦列斯區(qū)之間過渡區(qū)域的分散的明暗色塊面積很小，甚至小于卡西尼號所拍照片的最高的30米分辨率。

    土衛(wèi)八上的低洼地形都為暗色物質(zhì)所填充，隕石坑的隆起坑坡上則覆蓋著亮色物質(zhì)。從卡西尼號的雷達成像圖和很小的流星即能在覆蓋層之下的冰層中形成撞擊坑的狀況推斷，這層覆蓋物質(zhì)很薄，在某些地區(qū)只有數(shù)十厘米厚。

    美國航空航天局的科學(xué)家們相信暗色物質(zhì)是土衛(wèi)八表面冰體升華之后殘留下來的粗屑，并由于暴露在陽光中而進一步變黑。

    土衛(wèi)八的自轉(zhuǎn)周期長達79個地球日（等同于其公轉(zhuǎn)周期，是土星衛(wèi)星系統(tǒng)中自轉(zhuǎn)周期最長的），因此它可能擁有土星衛(wèi)星系統(tǒng)中最高的向日面溫度和最低的背日面溫度；在陰暗的卡西尼區(qū)的近赤道地區(qū)，暗色物質(zhì)的吸熱作用將會造成其日間溫度達到128開爾文度，而明亮的隆塞斯瓦列斯區(qū)的平均溫度則為113開爾文度。

    溫度的差別意味著卡西尼區(qū)的冰體更容易升華，并最終在隆塞斯瓦列斯區(qū)重新凝結(jié)，特別是在溫度最低的極地地區(qū)。從地質(zhì)時間尺度上考慮，這種作用將會進一步使卡西尼區(qū)變暗，使隆塞斯瓦列斯區(qū)和極地地區(qū)更亮。

    卡西尼區(qū)暴露的冰體的逐漸損耗推動了一個熱量正反饋過程的形成，最終導(dǎo)致明暗面反照率的更大反差。據(jù)估計，在當前的溫度條件以及不考慮冰體從暗面轉(zhuǎn)移至明面的情況下，卡西尼區(qū)在1000萬年內(nèi)將會有20米厚的冰層升華殆盡，而隆塞斯瓦列斯區(qū)在同一時間內(nèi)則只損失了10米的冰層。這種模式解釋了土衛(wèi)八上明暗區(qū)域的分布、缺乏灰**域和卡西尼區(qū)覆蓋的暗色物質(zhì)較薄的情況。

    但是啟動這一熱反饋模式的前提是之前土衛(wèi)八表面必須存在明暗的差別。人們推測最初的暗色物質(zhì)可能是流星轟擊在逆行軌道上運行的外層小衛(wèi)星所揚起的、并被土衛(wèi)八的同軌道方向一面吸附的碎屑。這個模式的核心理論建立已有30多年，而在卡西尼號9月的飛掠之后尤為人所重視。

    隨著軌道的衰變，由于微流星體的轟擊或隕石撞擊而脫離衛(wèi)星表面形成的細小碎屑螺旋進入內(nèi)層軌道。這期間，由于暴露于陽光之下，這些碎屑開始變暗。當這些碎屑通過土衛(wèi)八的軌道時，就有可能被土衛(wèi)八的同軌道方向一面吸附。

    這層覆蓋于土衛(wèi)八表明的吸附物便造成了反照率的改變，繼而造成溫度的改變，而溫度的差別又隨著也已啟動的熱反饋過程而加劇。

    這些碎屑的最大供體是土衛(wèi)九，它是最大的外層衛(wèi)星。盡管土衛(wèi)九的物質(zhì)構(gòu)成更接近于土衛(wèi)八的明面而非暗面，但是來自土衛(wèi)九的碎屑也只是用來制造最初階段的反照率差別，并且這些碎屑很可能已經(jīng)被其后的升華殘留物所掩蓋。

    土衛(wèi)八的三軸長度為747.1×749×712.6公里，平均半徑為736±2公里。但是由于土衛(wèi)八的整體表面還未經(jīng)過高分辨率成像，所以即是是在公里級別上以上數(shù)據(jù)仍然存在誤差。而所觀測到的土衛(wèi)八的扁率數(shù)據(jù)所對應(yīng)的自轉(zhuǎn)周期應(yīng)該為10小時，而非其實際自轉(zhuǎn)周期79天。可能的解釋是在土衛(wèi)八形成的初期，其就形成了一個厚實的外殼，從而將整個星體形狀固定住了。之后由于引力潮汐作用，土衛(wèi)八的自轉(zhuǎn)周期逐漸加長，直至最終形成潮汐鎖定狀態(tài)。

    土衛(wèi)八的另一個神秘之處是其位于卡西尼區(qū)中心的赤道脊，長度約1300公里，寬度為20公里，高度達13公里。人們在卡西尼號于2004年12月31日拍攝的照片中發(fā)現(xiàn)了這一地形。該赤道脊的一部分甚至高出周圍平原地形達20公里。

    赤道脊由多種復(fù)雜地形構(gòu)成，包括獨立的山峰、長度超過200公里的懸崖和由三段距離很近的平行山脊構(gòu)成的地形單元。在明亮的隆塞斯瓦列斯高地則不存在赤道脊，取而代之的則是赤道地區(qū)一系列高度達10公里的獨立山峰。赤道脊地形遭受過猛烈的轟擊，這證明其地質(zhì)年代已經(jīng)十分久遠。這種近赤道的突出地形使得土衛(wèi)八的外形呈核桃狀。

    至今仍不清楚這種地形是如何形成的。難以解釋的問題之一即是為何赤道脊如此精確的分布于赤道一帶。至今已存在三種假說，但是沒有一種能夠解釋為何赤道脊只存在于卡西尼區(qū)。

    參與到卡西尼計劃的一個科學(xué)家團隊主張赤道脊是形成初期的土衛(wèi)八的扁圓形狀星體的殘留部分，當時它的自轉(zhuǎn)速度比現(xiàn)今快得多。

    赤道脊的高度表明其曾經(jīng)最短的自轉(zhuǎn)周期可能達到17小時。如果土衛(wèi)八必須冷卻得足夠快以使赤道脊得以保留，而同時又能夠在足夠長的時間里保持其可塑性——這段時間將足夠土星的潮汐作用減緩?fù)列l(wèi)八的自轉(zhuǎn)速度并最終使其自轉(zhuǎn)周期達到79個地球日——的情況要成為現(xiàn)實，那么土衛(wèi)八則需要鋁-26的同位素衰變作用對其進行加熱。

    早期的太陽系星云中這種同位素，但是估計已經(jīng)在太陽系形成的初期就消耗殆盡了。要具備加熱土衛(wèi)八所需的鋁-26同位素的數(shù)量，則土衛(wèi)八的形成時間必須比預(yù)計的還要早——即在小行星開始形成200萬年之后。

    赤道脊也可能是由從地層下涌出的冰體重新凝結(jié)形成的。

    也有人認為在形成初期，土衛(wèi)八上的赫爾空間（Hill  Sphere）區(qū)域即已經(jīng)形成了一個環(huán)狀系統(tǒng)，后來由于環(huán)狀系統(tǒng)的部分崩塌而形成了如今的赤道脊。但是，質(zhì)地看起來十分堅固的赤道脊似乎并不會是由這種崩塌效應(yīng)造成的。另外，最近的觀測圖像顯示了一種貫穿赤道脊的斷裂構(gòu)造，這種現(xiàn)象似乎與崩塌環(huán)假說相矛盾。

    最后凱瑞文說道：至今仍不清楚這種地形是如何形成的。難以解釋的問題之一即是為何赤道脊如此精確的分布于赤道一帶。至今已存在三種假說，但是沒有一種能夠解釋為何赤道脊只存在于卡西尼區(qū)。

【精彩東方文學(xué) www.nuodawy.com】 提供武動乾坤等作品手打文字版最新章節(jié)首發(fā)，txt電子書格式免費下載歡迎注冊收藏。