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溫度低至-179℃的土衛六,為什麼被認為是一顆存在生命的星球?
2021/11/15
2021/11/15

土衛六又稱「泰坦星」,是土星眾多衛星中最大的一顆,探測資料顯示,土衛六的溫度非常低,其表面的平均溫度低至-179℃。據我們所知,如此低的溫度根本就不適合生命生存,然而很多科學家卻認為那裡存在生命,這是為什麼呢?

溫度低至-179℃的土衛六,為什麼被認為是一顆存在生命的星球?

土衛六最初由天文學家克利斯蒂安·惠更斯于1655年發現,1907年,天文學家何塞·科馬斯·索拉發現土衛六的圓面邊界存著陰影,從而初步確定了這顆星球擁有一個大氣層,1944年,天文學家傑拉德·柯伊伯利用光譜分析儀發現土衛六大氣層中的甲烷局部壓力達到100毫巴,並據此推測,土衛六的大氣層應該很濃密。

在此之後,「先驅者11號」、「旅行者1號」以及「旅行者2號」這三個探測器分別于1979年、1980年和1981年近距離飛掠土衛六,而它們傳回的探測資料證實了,土衛六的大氣層確實擁有一個以氮氣為主的濃密大氣層。

(圖為上述三個探測器拍攝到的土衛六影像)

由于土衛六的大氣層對可見光基本上不透明,因此這三個探測器均未「看」到土衛六的表面細節。2004年,專門用于探測土星系統的「凱西尼號」探測器抵達土星,在隨後的大約13年時間裡,「凱西尼號」對土衛六進行了多達127次的近距離飛掠,並利用更加先進的探測設備獲取到了大量探測資料。

(圖為根據「凱西尼號」傳回的探測資料合成的土衛六偽彩[色.圖]像)

值得注意的是,「凱西尼號」還攜帶了一個名為「惠更斯號」的著陸器,2005年,「惠更斯號」成功在土衛六表面著陸,儘管它只工作了1個多小時,但它仍然傳回了有關土衛六的大氣環境、地表特徵各項指數的寶貴資料。

根據「凱西尼號」和「惠更斯號」傳回的資料,科學家確認了土衛六擁有濃密大氣層,還存在著為數眾多的湖泊和海洋。

可能有人要問了,既然土衛六的溫度低至-179℃,那為什麼土衛六上還會存在湖泊和海洋呢?答案就是構成這些湖泊和海洋的液態物質並不是水,而是在極低溫度下處于液體狀態的碳氧化合物,其中絕大多數都是甲烷。

(圖為來自「凱西尼號」的雷達偽彩[色.圖]像)

有意思的是,這些甲烷還可以在土衛六的大氣層中迴圈,也就是說,土衛六上還存在著與地球類似的風雨雷電,正因為如此,土衛六的地貌特徵也與地球很相似。

除此之外,土衛六還存在著活躍的地質活動,更重要的是,土衛六上存在著豐富的碳氧化合物以及氮元素,在特定的情況下,它們就可以生成複雜的有機物,其中甚至還包括了對生命具有重大意義的氨基酸。

總而言之,如果我們將土衛六上的液態甲烷看作是地球上的液態水,那麼土衛六上的自然環境就與早期地球非常相似,正因為如此,土衛六才會被科學家認為是一顆存在生命的星球。

土衛六可能會存在什麼樣的生命?

對于我們地球上的生命來講,液態水是必不可少的物質,這是因為生命的活動需要大量的化學反應來支援,而液態水則是一種可以讓參與化學反應的物質進行充分接觸的良好溶劑。很明顯,在土衛六的表面是不可能存在液態水的,因此如果在那裡真的存在生命,它們就應該用液態甲烷來作為溶劑。

儘管液態甲烷的溶解能力比水弱很多,但是像脂肪或者油這一類的脂類有機化合物還是可以少量地溶解在液態甲烷中,除此之外,科學家還發現土衛六上存在著大量的丙烯腈,而丙烯腈可以在-179℃保持穩定的柔韌性,生命可以利用這種物質來構成細胞膜,因此從理論上來講,基于液態甲烷的生命是可以在土衛六上存在的。

如果土衛六上真的存在這種生命的話,那麼它們就應該是一種通過吸入氫氣來消耗乙炔,然後呼出甲烷的生物,由于構成這些生物的物質大多數都是脂類有機化合物,因此它們的行動會非常遲緩,看上去就像是一團一團的脂肪一樣。

另外要講的是,雖然土衛六的表面溫度低至-179℃,但其內部的溫度卻不低,其原因主要是星球內部的高壓以及核心的放射性物質的衰變,除此之外,在土衛六圍繞土星公轉的過程中,土星的引力作用也會使土衛六的核心物質發生摩擦並產生熱量。

電腦模型顯示,土衛六表面之下大約200公里的深度就可以達到液態水存在的溫度,而由于土衛六的地殼主要是由水凍結而成的冰,因此在土衛六表面之下的一定范圍內,就很可能會存在著一片由液態水形成的地下海洋。可以想象的是,如果真是這樣,那麼在這片地下海洋中,就可能會存在著與地球上的生命類似的碳基生物。

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