土卫六的神秘云层

NASA卡西尼号（Cassini）航天器拍摄了两张时间上非常接近的图像，经对比后发现了一个奇特的现象：为何土卫六上的云层在某些图像中可见，其他图像中却没有？

顶部图像是卡西尼成像摄像机在近红外范围内拍摄的，其中土卫六上方的天空看上去相对无云。然而在以更长红外波拍摄的底部图像中，卡西尼号观测到一大片明亮的云层区域。虽然这些图像是在不同波长下拍摄的，研究人员认为在顶部图像中至少应该出现一些微妙的云层痕迹，因此，他们正在尝试理解隐藏在这种差异后的原理。

随着土卫六北半球进入夏季，大气模型预测，云层在高北纬地区将更常见。类似的云层结构出现在2004年夏末较高的南纬区域。卡西尼号搭载的成像科学子系统(Imaging Science Subsystem , ISS)和可见光与红外成像分光仪(Visual and Infrared Mapping Spectrometer , VIMS)协作观测以记录土卫六随着季节变化的天气模式，并对湖泊和海洋较为集中的北极区域上空加强勘测。

卡西尼号分别在2016年6月7日和7月25日执行了“T120”和“T121”土卫六飞掠任务，在超长的观测期间内为科学家提供了高北纬地区的图像——两次飞行任务时间均超过24小时。有趣的是，ISS和VIMS的观测结果显然互不相同。图中顶部是卡西尼探测器成像科学子系统相机所拍摄（上方黑白图像），地表特征清晰可见且只有少量孤立云被探测到。相比之下，由VIMS所拍摄的底部视图（下方彩色图像）则显示，在两次飞行途中土卫六上空都有大范围云层。由于观察是在同一时间段进行，因此光照下的几何光影或者云层本身的变化不太可能是造成这种明显差异的原因：VIMS展示了在整个观测区间内持续性的大气特征，而ISS只探测到了地表特征和少量的局部云。

导致这个矛盾的原因可能是土卫六氤氲的大气层。由于大气层在较为敏感的长波范围内（5微米以上）可见度更高，因此更加容易观测。ISS则是使用近红外波长来拍摄土卫六的表面及更低的大气层（0.94微米）。高空薄卷云层在长波下视觉厚度比大气雾层要厚，但在ISS所观测的较短波长范围内，薄卷云层厚度视觉上却反而小。因此它可以在被VIMS探测到的同时消失在ISS视野中的薄雾里。好比身处地球的我们在雾霾天尝试着去观测一片薄薄的云层。这种现象自2016年7月以来就再也没有出现，但卡西尼号在2017年任务中的最后几个月还有几次观察土卫六的机会，届时科学家们将观察天气的变化过程。

两张图像是在2016年6月7日、8日“T120”飞行任务中分别由VIMS和ISS拍摄的，VIMS距离土卫六约28000英里（45000公里）而ISS为398000英里（640000公里）。VIMS的图像已经过处理以增强云层的可视性; 在这张伪彩色图像中，云层看起来几乎是白色的，大气雾层是粉红色的，地表区域则显示出绿色。

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上面这段视频是2005年1月14日，欧空局的惠更斯号探测器降落在土卫六泰坦星的表面，在其两个半小时的下降过程中拍摄的真实画面，另外卡西尼号探测器将于2017年9月15日坠入土星大气层，从而结束任务。（编辑：Tony Greicius 翻译：谢斯坦丁 校对：Sherry）