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一张来自宇宙的照片中可以包含多少信息?

焦毅
原创
航天系统高级工程师,擅长航天、太空等领域科普文章创作。
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近日,NASA 公布了一张卡西尼号探测器拍摄的土卫二照片,清晰地展现了其南极冰壳的巨大裂缝,但更让人惊喜的是,这张照片还包含了很多其他有价值的航天信息。

第一眼看到这幅图,我们难免会被图中右侧密布的凹坑所吸引,那么它们是什么,又是怎么形成的呢?毫无疑问,始作俑者是太空中那些流浪天体,或者,可以叫它们陨石。它们在太空中不受束缚地游荡着,然后不一定什么时候,就会偷偷地给你一拳,就像 6500 万年前,灭绝了恐龙的那颗小行星一样,给当地的生物带来近乎毁灭性的打击。但从行星本身的角度来看,这些撞击带来的无非一瞬间的微颤。另外,值得注意的是,体积只有地球2‰的土卫二上尚且有着如此密布的撞击坑,地球面临的撞击风险也就可想而知。所以说,在危险的太空中,人类的文明真的仅仅是一个偶然。

那么问题来了,同样是固态天体,为什么体积这么小的土卫二上的陨石坑看起来会比地球和火星上更加细密、清晰呢?这里就要感谢我们的大气层了。一方面,它可以化解飞来的大多数小尺寸陨石,一是通过大气阻力使其在接触地表之前充分减速、弱化撞击速度:二是在穿越大气层的过程中,在阻力和高温的作用下烧蚀分解,降低了陨石的重量,进一步弱化了撞击的动能,从而使得很多来自太空的“铁拳”变成了温柔的“轻抚”。另一方面,即使一些尺寸较大的陨石成功给地球和火星留下了伤疤,但随着时同的推移,风沙会逐渐将伤疤抚平。而与之对应的,木卫二上如此众多小型的、轮廓清晰的陨石坑,则在告诉我们,在这个冰冻星球上,大气其实十分稀薄,既无法阻止铁拳,更无法抚平伤疤。

这个时候大家可能还有一个疑问,那就是为什么左半边脸如此光滑,仿佛完全没有挨过揍?可能会有人认为这是由于土卫二被土星潮汐锁定,也就是说它像月亮一样,朝向土星的那一面是永远不变的,所以朝向土星的那一面会受到更多保护。但其实这并不是图中左半部分看不到伤疤的原因,一个有力的证据便是,同样潮汐锁定的月球就不是这样,而是满脸伤疤。那这又是为什么呢?合理的解释目前只有一个,那就是土卫二上存在着年代较近的地质运动,把曾经的陨石坑转化为了平原。近些年对土卫二的探测中,发现的其特有的“冰火山爆发〞和“间歇泉”等现象,也都有力地支撑了这个猜想。

毫无疑问,这张照片里包合的信息要比上面提到的更加丰富,这张照片如此,千万张其他的来自宇宙的照片亦是如此。所以毫不夸张地说,每一张来自宇宙的照片,都可以称之为卡西尼号们的军功章。

注:封面图土卫二照片来源于网络,侵删。