研究人員揭示了圍繞木星和土星運(yùn)行的冰冷衛(wèi)星令人困惑的雷達(dá)特征

來(lái)源：cnBeta 時(shí)間：2023-05-22 10:43:25

由西南研究所高級(jí)研究科學(xué)家Jason Hofgartner博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)合作調(diào)查揭示了圍繞木星和土星運(yùn)行的冰冷衛(wèi)星令人困惑的雷達(dá)特征。這些天體獨(dú)特的雷達(dá)屬性，與巖石行星和地球上大多數(shù)冰塊的雷達(dá)屬性有相當(dāng)大的偏差，長(zhǎng)期以來(lái)一直令研究人員感到困惑。

圍繞木星和土星運(yùn)行的冰衛(wèi)星的雷達(dá)特征與巖石世界和地球上大多數(shù)冰的雷達(dá)特征有很大不同，長(zhǎng)期以來(lái)一直是科學(xué)界的一個(gè)困擾。

這項(xiàng)研究的第一作者Hofgartner說(shuō)："六種不同的模型已經(jīng)發(fā)表，試圖解釋圍繞木星和土星運(yùn)行的冰衛(wèi)星的雷達(dá)特征，這些天體散射雷達(dá)的方式與巖石世界，如火星和地球，以及小行星和彗星等較小的天體的散射方式截然不同。"該研究發(fā)表在《自然-天文學(xué)》上。

"這些天體也非常明亮，甚至在它們應(yīng)該比較暗的地方也這樣表現(xiàn)。當(dāng)我們抬頭看地球的月亮?xí)r，它看起來(lái)像一個(gè)圓形的圓盤(pán)，盡管我們知道它是一個(gè)球體。行星和其他衛(wèi)星通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看起來(lái)也類似于圓盤(pán)，在進(jìn)行雷達(dá)觀測(cè)時(shí)，圓盤(pán)的中心非常明亮，邊緣則暗得多。對(duì)于這些冰冷的衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，從中心到邊緣的變化與巖石世界的變化非常不同。"

Hofgartner與美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Kevin Hand博士合作，認(rèn)為這些衛(wèi)星非同尋常的雷達(dá)特性，例如它們的反射性和偏振性（光波在空間傳播時(shí)的方向）很可能是由相干反向散射反對(duì)效應(yīng)（CBOE）解釋的。

"當(dāng)你處于對(duì)立面時(shí)，太陽(yáng)在你和一個(gè)物體之間的直線上位于你的正后方，表面看起來(lái)比其他地方要亮得多，"Hofgartner說(shuō)。"這就是所謂的對(duì)射效應(yīng)。在雷達(dá)的情況下，一個(gè)發(fā)射器代表太陽(yáng)，一個(gè)接收器代表你的眼睛。"

一個(gè)冰冷的表面具有比正常情況下更強(qiáng)的對(duì)抗效應(yīng)。對(duì)于通過(guò)冰面反彈的每一條散射光路，在對(duì)立面都有一條完全相反的路徑。由于這兩條路徑的長(zhǎng)度完全相同，它們會(huì)連貫地結(jié)合起來(lái)，從而導(dǎo)致進(jìn)一步增亮。

在20世紀(jì)90年代，有研究報(bào)告指出，CBOE是對(duì)冰衛(wèi)星的異常雷達(dá)信號(hào)的一種解釋，但其他解釋同樣可以解釋這些數(shù)據(jù)。兩人改進(jìn)了CBOE模型的偏振描述，還表明他們修改后的CBOE模型是唯一公布的可以解釋所有冰衛(wèi)星雷達(dá)特性的模型。

"這告訴我們，這些物體的表面和它們低至許多米的子表面是非常扭曲的，"Hofgartner說(shuō)。"它們不是很均勻。冰冷的巖石占據(jù)了整個(gè)景觀，也許看起來(lái)有點(diǎn)像山體滑坡后的混亂局面。這將解釋為什么光線會(huì)在這么多不同的方向上反彈，給我們帶來(lái)這些不尋常的偏振特征。"

Hofgartner與Hand使用的雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自阿雷西博天文臺(tái)，它是僅有的兩臺(tái)對(duì)冰衛(wèi)星進(jìn)行雷達(dá)觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡之一，直到它因支撐結(jié)構(gòu)、天線和圓頂組件的倒塌而嚴(yán)重受損，隨后退役。研究人員希望在可能的情況下進(jìn)行后續(xù)觀測(cè)，并計(jì)劃研究更多的檔案數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能會(huì)對(duì)冰衛(wèi)星和CBOE，以及對(duì)水星、月球和火星兩極的冰的雷達(dá)研究帶來(lái)更多的啟示。

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標(biāo)簽：冰冷衛(wèi)星太空探索雷達(dá)特征巖石行星

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