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三、天文學家將「海洋世界」(Ocean Worlds)定義為在太陽系中,目前地表
下(或過去曾經)存在海洋的太陽系天體。(地球也是一個「海洋世界」,
不過這裡只用來作為研究比較或參考之用,在下面問題中毋須列入考
慮。)請問:
請列出四個「已知」有海洋存在的太陽系天體。(8分)
請列出任意兩個「可能」有海洋存在其上的太陽系天體。(4分)
行星科學家花了很大的氣力來辨識太陽系中的可能海洋世界,描述其
海洋特徵和物理特性,例如冰殼 ice shell(crust)的厚度、成分和孔隙
度、海洋的厚度、密度和成分等。科學家研究太陽系「海洋世界」,其
終極主要目為何?(7分)
地球距離太陽 1 AU,地球表面的平均溫度為 280 K。那麼位於小行星
帶之外的「海洋世界」,其地表冰殼下海洋的溫度最可能是多少度 K?
(3分)
行星科學家稱這些太陽系天體「海洋世界」,除了其地表下有海洋存
在,也意指其海洋的主要化學成分除了水之外,還有何種化學物質存
在?(3分)
四、土衛六(Titan)的質量是地球質量的 0.0225 倍,其地表逃脫速度為
2.64 km/s;土衛六擁有濃厚大氣,大氣壓約為 1.45 atm。請問:
太陽系的天然衛星中,除了土衛六,還有一些衛星也被觀測到有大氣
存在的明顯證據,請列出其中兩顆衛星。(4分)
比較太陽系中天然衛星的大小,請問土衛六的直徑排名第幾大?(2分)
土衛六與太陽的平均距離為何?(提示:可利用蒂丟斯–波德定律
Titius-Bode Law 估計距離)(5分)
地球距離太陽 1 AU,如果地球沒有大氣,地球表面的平均溫度為 260
K。請估算土衛六的表面溫度。(5分)
土衛六大氣的實際平均溫度較上題推得的溫度略高 10 K。請估計氫
氣分子、氮氣分子和甲烷分子在土衛六大氣中的平均速率。假設不考慮
其他化學成分因素,請問土衛六大氣中,三種分子含量豐度最高是那
一個?(提示:波茲曼常數 k= 1.38
10-23 J/K;1 amu = 1.66
10-27 kg)
(9分)