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温度低至-179℃的土卫六,为什么被认为是一颗存在生命的星球?
2022-10-21

土卫六又称“泰坦星”,是土星众多卫星中最大的一颗,探测数据显示,土卫六的温度非常低,其表面的平均温度低至-179℃。据我们所知,如此低的温度根本就不适合生命生存,然而很多科学家却认为那里存在生命,这是为什么呢?

土卫六最初由天文学家克里斯蒂安·惠更斯于1655年发现,1907年,天文学家何塞·科马斯·索拉发现土卫六的圆面边界存着阴影,从而初步确定了这颗星球拥有一个大气层,1944年,天文学家杰拉德·柯伊伯利用光谱分析仪发现土卫六大气层中的甲烷局部压力达到100毫巴,并据此推测,土卫六的大气层应该很浓密。

在此之后,“先驱者11号”、“旅行者1号”以及“旅行者2号”这三个探测器分别于1979年、1980年和1981年近距离飞掠土卫六,而它们传回的探测数据证实了,土卫六的大气层确实拥有一个以氮气为主的浓密大气层。

(图为上述三个探测器拍摄到的土卫六影像)

由于土卫六的大气层对可见光基本上不透明,因此这三个探测器均未“看”到土卫六的表面细节。2004年,专门用于探测土星系统的“卡西尼号”探测器抵达土星,在随后的大约13年时间里,“卡西尼号”对土卫六进行了多达127次的近距离飞掠,并利用更加先进的探测设备获取到了大量探测数据。

(图为根据“卡西尼号”传回的探测数据合成的土卫六伪彩色图像)

值得注意的是,“卡西尼号”还携带了一个名为“惠更斯号”的着陆器,2005年,“惠更斯号”成功在土卫六表面着陆,尽管它只工作了1个多小时,但它仍然传回了有关土卫六的大气环境、地表特征各项指数的宝贵数据。

根据“卡西尼号”和“惠更斯号”传回的数据,科学家确认了土卫六拥有浓密大气层,还存在着为数众多的湖泊和海洋。

可能有人要问了,既然土卫六的温度低至-179℃,那为什么土卫六上还会存在湖泊和海洋呢?答案就是构成这些湖泊和海洋的液态物质并不是水,而是在极低温度下处于液体状态的碳氧化合物,其中绝大多数都是甲烷。

(图为来自“卡西尼号”的雷达伪彩色图像)

有意思的是,这些甲烷还可以在土卫六的大气层中循环,也就是说,土卫六上还存在着与地球类似的风雨雷电,正因为如此,土卫六的地貌特征也与地球很相似。

除此之外,土卫六还存在着活跃的地质活动,更重要的是,土卫六上存在着丰富的碳氧化合物以及氮元素,在特定的情况下,它们就可以生成复杂的有机物,其中甚至还包括了对生命具有重大意义的氨基酸。

总而言之,如果我们将土卫六上的液态甲烷看作是地球上的液态水,那么土卫六上的自然环境就与早期地球非常相似,正因为如此,土卫六才会被科学家认为是一颗存在生命的星球。

土卫六可能会存在什么样的生命?

对于我们地球上的生命来讲,液态水是必不可少的物质,这是因为生命的活动需要大量的化学反应来支持,而液态水则是一种可以让参与化学反应的物质进行充分接触的良好溶剂。很明显,在土卫六的表面是不可能存在液态水的,因此如果在那里真的存在生命,它们就应该用液态甲烷来作为溶剂。

尽管液态甲烷的溶解能力比水弱很多,但是像脂肪或者油这一类的脂类有机化合物还是可以少量地溶解在液态甲烷中,除此之外,科学家还发现土卫六上存在着大量的丙烯腈,而丙烯腈可以在-179℃保持稳定的柔韧性,生命可以利用这种物质来构成细胞膜,因此从理论上来讲,基于液态甲烷的生命是可以在土卫六上存在的。

如果土卫六上真的存在这种生命的话,那么它们就应该是一种通过吸入氢气来消耗乙炔,然后呼出甲烷的生物,由于构成这些生物的物质大多数都是脂类有机化合物,因此它们的行动会非常迟缓,看上去就像是一团一团的脂肪一样。

另外要讲的是,虽然土卫六的表面温度低至-179℃,但其内部的温度却不低,其原因主要是星球内部的高压以及核心的放射性物质的衰变,除此之外,在土卫六围绕土星公转的过程中,土星的引力作用也会使土卫六的核心物质发生摩擦并产生热量。

计算机模型显示,土卫六表面之下大约200公里的深度就可以达到液态水存在的温度,而由于土卫六的地壳主要是由水冻结而成的冰,因此在土卫六表面之下的一定范围内,就很可能会存在着一片由液态水形成的地下海洋。可以想象的是,如果真是这样,那么在这片地下海洋中,就可能会存在着与地球上的生命类似的碳基生物