土衛六是否適合其他形式的生命?科學家欲發射新型探測器一探究竟

2020-12-15 姿勢分子knowledge

上一期,咱們討論了土衛六表面的環境:濃厚的大氣層,甲烷-乙烷混合湖泊,以及-180℃的超低溫。看起來,除了大氣層之外,其他環境都不適合生命的出現。

可是,科學家是不會輕易放棄的。他們認為,土衛六仍然有巨大的潛力,可以孕育生命。

儘管水被認為是生命之源,但這只是針對地球上的生物。我們認為一顆星球上有水才能有生命,這是用結果去推導原因,顯然,這個邏輯是有問題的。或者用高中數學的術語來說,水並不是生命的充分必要條件,而是既不充分且不必要條件。說簡單點,水可以孕育生命,不能證明其他液體不能孕育生命。

根本在於,水有什麼特點,其他液體是否具有同樣的特點。

水的特點在於可以作為許多化學物質的溶劑,從而允許很多化學反應的發生。只要其他液體可以溶解必要的化學物質,同樣可以作為孕育生命的條件之一。而且。水的化學式很簡單,不會出現難以合成的情況,因此供應量相對比較足。

甲烷作為最簡單的有機物,化學形式和水一樣簡單(大概的比喻,不要太苛刻),水是氫和氧結合而成,甲烷是氫和碳結合而成。當然,甲烷是有機物,水是無機物,這一點有所區別。但是,這恰恰暗示我們,也許還有另一種形式的生命,適合這樣的世界呢!

實際上,甲烷的湖泊,如果能孕育生命,很可能恰好就是適合那種極寒天氣的生物。還是那句話,我們應該用環境來推導生命,而不是以地球的生命去推導生存環境。

問題在於,既然有水不代表一定有生命,那麼有液態甲烷也不一定有生命啊!想要孕育出生命,還需要很多的條件才行。如果是有適合土衛六的生命,必須找到和地球生物體內必要的化學物質相對應的替代品,比如呼吸的物質(通常認為是氣體,以地球為例就是吸入的氧氣和呼出的二氧化碳)、補充生物能量的物質等等。

讓科學家興奮的是,就在2017年,NASA在對智利阿爾瑪望遠鏡群採集的數據進行分析的時候發現,土衛六上有一種物質非常特殊,這種物質叫做乙烯基氰化合物。在地球上,我們已經合成了一種乙烯基氧化合物,叫丙烯睛。這種物質在地球上只能做塑料、橡膠之類的產品,但是電腦模擬顯示,如果放在土衛六這樣的碳氫化合物液體裡,它將具有結實的拉伸結構。如果對應到地球上,那就是生物的細胞膜。

就在這種丙烯晴被發現的同時,英國的科學家宣布,他們在卡西尼傳回的土衛六數據顯示,它的上空有一些特殊物質——碳氫陰離子。這種物質有助於合成大分子有機化合物,這對於形成細胞來說也是至關重要的。

當然,即便如此,也遠遠不能說明土衛六上就適合生命,也不能說明科學家猜想的那種生命形式就能夠成立。想要探求這個答案,必須要有探測器實地採集土衛六的數據,才能得到答案。

實際上,2005年的時候,歐洲航天局的惠更斯探測器穿過濃密的土衛六大氣層,著陸在表面,開始對土衛六數據的採集。可惜,僅僅過了一個多小時,數據發回來一半,就失去了聯繫(我很好奇,遠在一百億公裡以外的旅行者2號信號不穩定,都有人造謠說是外星人劫持;土衛六上有存在生命的可能,居然沒人造這個謠)。

所以,科學家不得不重新討論,該何時發射新的探測器去實地考察,也要討論探測器的形式等問題。顯然,由於土衛六距離太陽實在遙遠,大氣層又濃厚,靠太陽能來供能是不可能的。目前來看,比較現實的動力系統就是利用環238原子的衰變放熱來發電。

那麼,探測器的形式是什麼樣的呢?

和火星或者月球上的陸地車形式不同,科學家們設想的兩種形式都不在地上。

其中一種是潛水艇,進入土衛六的湖泊裡收集數據,看看那裡是否有孕育生命的可能。

另一種則是飛行器。科學家介紹說:土衛六本身引力就弱於地球,而且表面幾乎沒有風。如果一個足夠強壯的人站在土衛六上,他可以通過快速扇動自己的胳膊讓自己飄起來。這樣環境,對於無人機來說簡直就是如魚得水,可以比地面探測器前行得更遠,探索更多地點。

目前,NASA採用的是後一種形式。他們已經對外公布,準備打造名為「蜻蜓」的無人機,在2025年發射升空,大約5年後抵達土衛六,展開深入的探索。

科學家告訴我們:在幾十億年後,太陽會演化得越來越大、越來越熱。到那個時候,地球將會變成火一般的世界。因此,像土衛六、木衛二這樣較遠的天體,或許可以成為我們的諾亞方舟。

我是很期待能夠看到更多關於土衛六的細節,期待那一天早點到來。說起來,21世紀的30年代將是一個天文時代,不僅有蜻蜓號探索土衛六,還可能有2033年的人類登陸火星計劃。看起來,人類進軍太陽系的日子已經越來越近了。隨著科技的發展越來越快,說不準我們有生之年,就可以踏上外星球了呢。

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