土星卫星恩克拉多斯北极的内部热量

土卫二（Enceladus）是土星的一颗冰卫星，其冰层之下存在全球性海洋，这一海洋的长期稳定对生命演化至关重要。海洋的存续取决于产热与散热的平衡，其中潮汐产热（由土卫二与土星及卫星狄俄涅的轨道共振产生）是核心能量来源，但此前对土卫二散热的直接测量仅局限于南极区域。南极的“虎纹”裂缝区存在冰火山活动，测得内生热功率为4-19吉瓦，而其他区域的散热情况尚不明确，这限制了对土卫二整体热平衡及海洋寿命的理解。

本研究利用卡西尼号的复合红外光谱仪（CIRS）对土卫二北极展开冬夏两季观测。冬季北极处于极夜，已持续10年辐射冷却，表面温度极低（约30开尔文）；夏季则有日照。通过对比观测数据与被动热模型（仅考虑太阳辐射、反照率、热惯性等外部因素），发现北极冬季温度比被动模型预测高约7开尔文，且辐射亮度无法用纯被动过程解释。

为匹配观测到的辐射，研究推算北极区域存在46±4毫瓦/平方米的内生热通量。这一热量通过冰层传导至表面，据此反推北极冰壳厚度约为20-23公里，与基于重力、地形和天平动测量的厚度模型上限一致。研究排除了热惯性异常等其他解释，认为内生热是最可能的原因，表明北极并非完全被动冷却，而是存在持续的内部热源。

结合南极散热数据，土卫二总散热约54吉瓦，与潮汐产热估计（50-55吉瓦）相近，说明当前海洋可能长期稳定存在，增加了其宜居性潜力。北极冰壳厚度的新数据还为土卫二内部结构模型提供了关键约束，有助于完善对其潮汐演化和热历史的理解。