混沌的土卫七说的是什么意思?

先简要介绍什么是混沌。科学界使用“混沌”一词,是描述非线性动力学系统的“不可预测性”。这种不可预测导致某些看起来“乱七八糟”无规律的行为。

土卫七

土星有一个诸多卫星组成的大家庭,这个家庭是太阳系中最多种多样的。它已经确认的卫星有62颗,其中有7颗质量较大且呈球形,看起来更像“卫星”。而其余的大多数卫星奇形怪状,因为它们质量都太小,尚不能靠自身的引力平衡而形成球形,看起来像是许多在土星的天空中游荡的小石头。其中有一颗与混沌现象有关的“小石头”是土卫七 见上图 。

土卫七的三轴长尺寸为410x260x220千米,形状有点像土豆,是太阳系中最大的不规则天体之一。奇怪的、布满“气泡”的外观表明它的密度可能非常低。综合这些特征,整个土卫七像是一块海绵,表面布满了各种形状和大小的陨石坑。科学家猜测它的主要构成成分可能是冰,同时混合少量的岩石。

虽然土卫七有一个漂亮的中文名字“海碧尔琳”,但通过美国宇航局的卡西尼探测器飞近土卫七时,将它“细”看了一下,发现它有一张极恐怖的“麻脸”,原来在土卫七上布满了大大小小的遭遇小天体撞击的陨石坑。

土卫七最令人感兴趣的是它的混沌旋转。这是什么意思呢?就是将我们刚才介绍的“混沌”概念用在土卫七的自转轴和自转速度上。也就是说,它的旋转周期和方向都在不停地、貌似随机地改变着,无法预测。众所周知,我们地球自转的周期是24小时左右,自转轴方向基本固定,与公转平面保持66度34分左右的斜度。地球自转的转轴和周期也会变化,但非常缓慢,好多年才偏离一点点。所以,我们每天早上看见太阳从东边升起,下午往西边落下,昼夜规则地交替循环,人体的生物钟也就跟着运转。

但是,如果有几个宇航员登陆到土卫七上面去生活一段时间,那他们可就惨了。看见太阳下山之后,不知道它什么时候会再升起来?也许1小时,也许几小时,也许几十小时?谁都说不准。也不知道太阳会从哪个方向出来?哪个方向落下?也似乎无规可循。因此,土卫七的混沌自转, 其实就是昼夜交替的混沌。

太阳系各行星的主要卫星大小比较图

土卫七的自转为什么会呈现混沌状态呢?细节原因还有待专家们深入研究。土卫七是否是其他某一天体遗留下的残骸。在学者们看来,土卫七就像是太阳系中最大的一块“宇宙碎片”,不过,由于其附近缺乏其他零碎的“细节”,现在还无法弄清楚其到底是如何形成的。这颗长度为360千米、厚度约225千米的卫星上布满了大小不等的陨石坑,照射到其表面的阳光中只有四分之一会被反射回宇宙空间,因此其亮度较低,很难从地球上对其进行精确观测。


简单的说就是由于形状不规则并且同时受到土星和土卫六引力的影响,导致土卫七的旋转周期和方向都在不停变换,毫无规律可循,所以就叫混沌自转。看图就很清楚了,自己本身不规则,又被土星抓在轨道里,可是又和巨大的土卫六轨道很近,受到土卫六的影响就形成了混沌自转。

打个比方就是和地球相反,地球每天24小时太阳东升西落很规律,土卫七的一个白天或者黑夜可能很短也就一个小时也可能几十个小时,太阳也可能从任何方向升起来。

基本上就这样了,应该能看明白吧。