宇宙中的超級泰坦 既有大氣又有水 寶藏星球土衛六

2020-09-04 天文在線

土衛六（泰坦星）是土星最大的衛星，也是我們太陽系內排名第二的衛星。儘管密度不可同日而語，但土衛六其實比水星還大，約有地球的一半。

在地表均溫為零下178攝氏度的情況下，地表的水都冰凍了起來，而甲烷也以液態存在著。土衛六大約每十六天繞土星一周，上面的一天相當於15.9地球天；這意味著它總是用同一面對著土星繞行。與其他的衛星不同的是——土衛六缺少磁場，也沒有熔融核。

土衛六的歷史

1655年，在伽利略發現木星衛星的45年後，克裡斯蒂安·惠更斯發現了土衛六。由於土衛六反射率很高，他的工作其實也不算難。1847年，約翰·赫歇爾將土衛六正式命名為泰坦（Titan）。

泰坦是希臘奧林匹亞眾神的先父， 薩圖恩（克羅諾斯）是朱庇特（宙斯）的父親，衛星泰坦的名字來自於希臘諸神之前的世界主宰者——泰坦神族，就像太陽系其他行星一樣，它也是根據古希臘神話故事中的諸神來命名的。

科學家們認為土衛六有45億年的歷史，就像土星一樣古老。實際上，它的大氣層可能要年輕得多。大氣中的甲烷在陽光下會進行分解，如果沒有地下資源的補充，土衛六的大氣層可能已經存在16億年了。假設地下還有碳氫化合物的「海洋」為其提供氣體的話，那麼它的大氣層或許和它一樣古老。然而美國西南研究所的研究表明土衛六的大氣層比這顆衛星要年輕得多，差距大約在3.5億年至13.5億年之間。 如果這是真的，那麼唯一合理的解釋就是大氣層在衛星誕生很久後才形成，中間經歷了數不勝數的大型甲烷爆發。

土衛六的大氣層

土衛六是我們太陽系中唯一擁有密集大氣的衛星。它的大氣層呈濃密的黃色霧狀，偶爾會有雲漂浮。它的大氣壓約比地球表面的大氣壓高出60％，它也是除地球之外唯一的一顆表面有液體的星球。卡西尼號飛船發現，土衛六的大氣層使液態碳氫化合物能夠模擬地球上的水循環，並伴有乙烷霧和甲烷雨。不過它的大多數大氣還是由氮氣組成的。2012年，卡西尼號還證明了土衛六的大氣層具有微弱的大氣光，有猜想認為是土星的磁場或內部化學反應激發了這樣的過程。土星磁場破壞了大氣層中的分子，導致其表面上方400英裡（約650公裡）處的發光。卡西尼號還在地面上方約190英裡（約305公裡）處發現了大氣光，但這種更深顏色的大氣光形成的原因科學家們尚不清楚。

土衛六上的北極旋渦

在土衛六的北極和南極上都能看到漩渦，其中北極渦旋於2004年首次被觀察到。到了2012年7月科學家們才發現了南極渦旋，經過該渦旋與地球上空形成的對流風暴的比較，結論是它們可能與季節性的降溫有關。

土衛六的大氣層上升到地面以上約600公裡，遠高於地球大氣層。這是由於泰坦的「地心引力」較小。土衛六外的大氣層欺騙了天文學家，他們一度認為土衛六要大得多，直到旅行者號（Voyager）在1980年的飛行中進行了測量，才得出了固體球體的真實大小。

土衛六表面土衛六上大部分的甲烷和乙烷湖在赤道和南極周圍聚集。卡西尼號探測器已經證明：在土星的整個一年季節變遷中，這些湖泊會一直存在，即使在土星到夏季時它們也不會蒸發。在被稱為「香格裡拉」的地區，大多數湖泊都位於其赤道附近。惠更斯號探測器於2005年降落在一個甲烷湖中，面積約為大鹽湖的一半，深度至少為三英尺（約為0.9米）。

陽光如何照到土衛六表面？與液體蒸發到大氣中的速度相比，土衛六似乎沒有足夠的「降雨」來補足湖泊，這說明它們有地下碳氫化合物層持續供應。卡西尼號探測器捕捉到了其表面的甲烷和乙烷河影像，它們在土衛六表面刻下了三角洲，就像在地球上一樣。麻省理工學院和田納西大學諾克斯維爾分校的研究人員仔細對比、研討了其圖像，懷疑其中一些河道已有上百萬年的歷史。這些證據支持了液體已經在土衛六表面上存在了數百萬年的論斷，但也表明液體在其表面的流動速度比地球上水的速度要慢。

土衛六兩極附近有被風吹起的沙丘，地表也有一些山，只有幾百米高，其中有幾座被科學們懷疑是低溫火山。所謂低溫火山，即不會噴出熱熔巖，而是冷凍冰的「火」山，冰凍「熔漿」有諸如氨等氮化合物或甲烷等碳氫化合物之類的冰晶，而它噴出的甲烷、乙烷和氮化合物可能會重構土衛六的大氣。

儘管科學家們手上沒有土衛六上的冰晶烷的圖像，但在土星的另一顆衛星土衛二和冰凍的海王星衛星海衛一上都已經拍到了。土衛六的表面幾乎沒有隕石坑，這是由其大氣和其流經液體的風化作用所導致的。惠更斯探測器降落在土衛六上時，似乎在固體物質上反彈並拋出了碳氫化合物氣溶膠。它在探索土衛六表面時發現了溼糊狀物，這或許表明了土衛六經常下「雨」。

探索土衛六旅行者1號在1980年飛過土衛六，但它的相機未曾透過大氣層獲得其表面的清晰圖片。1994年哈勃太空望遠鏡拍攝的圖像終於讓人們在土衛六表面上發現了一塊大陸。

土衛六的內部結構美國航空航天局於1997年將卡西尼號太空探測器向土星發送，它於2004年到達。歐洲航天局提供了降落在其表面的惠更斯號探測器。土衛六有生命嗎？土衛六上沒有已知的生命。如果確實有生命，它就得適應與地球生命所處環境中比起來低得多的溫度以及完全不同的生化環境。土衛六飽含的碳氫化合物液體類似於過去地球表面富含碳的海洋，而土衛六的確也有一個大氣層。所以，如果生命確實存在，它將使用甲烷和乙烷代替地球上的那些水基化學物質。而地球上已知的生命中沒有一個能夠在土衛六上生存。

FY：劉不知

作者：thetimenow

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