與地球極其相似的土衛六圖選

2021-02-15 國家地理中文網

2005年,人類首次也是唯一一次向地月系統之外發射探測器———惠更斯號探測器,並在泰坦星(又叫土衛六,是土星最大的衛星)著陸。它在泰坦星地表發現了我們熟悉的風雨、湖海、高原、山谷,也發現了與地球截然不同的大氣成分與液態環境。作為與早期地球極為相似,是最可能存在生命的地外天體之一。那麼,土衛六上究竟隱藏著多少奧秘?

 

卡西尼號探測器拍攝的合成圖像,向我們透過霧霾土展示了土衛六的地表。

供圖:NASA

 

撰文:Nadia Drake

 

  12年前,一個小型飛行物穿越濃密的外星大氣,降落在地外星球的地面。它在冰凍的地表上砸出了一個坑,接著彈了起來、又滑行了一段距離,最後才搖搖晃晃地落地了。

 

  幾秒鐘後,它終於在泰坦星上一個潮溼的衝積平原上站穩了腳步。它就是「惠更斯號」探測器。

 

  2005年1月14日,歐洲航天局的「惠更斯號」探測器成為人類第一顆登上這顆煙霧瀰漫的橘色星球並傳回具體照片的機器人探測器。

 

  惠更斯號利用大約一個小時的時間在它的母艦消失,電池耗完之前收集了許多數據。

 

  在降落過程中及著陸之後,惠更斯號收集到的數據足以讓科學家們一窺這顆與地球驚人相似的外星世界。

  
  泰坦星距離太陽將近14.5億公裡,溫度很低,冰層堅如磐石,甚至甲烷和乙烷這種在地球上常見的氣體也都變成了液態,匯聚成了廣闊的湖海。

 

  不過,土衛六上有山、有雨、有風、有浪,比起那些坑坑窪窪的死寂衛星來,它更像是一顆行星。其地表不僅有油狀的海洋,而且下面還有一個液態水的海洋,因此它也成了尋找地外生命的最佳星球之一。

 

  「土衛六是一個擁有雙重海洋的星球。原則上說,它上面可能存在我們熟知的生命,也可能有我們不知曉的生命。」美國約翰霍普金斯大學的行星科學家Sarah Hörst說道。

 

橘色的天空|土衛六最大的衛星——泰坦星正繞過土衛六。由美國宇航局的卡西尼號探測器真彩拍攝。

供圖:NASA


海中之地|這張卡西尼號拍攝的彩色拼圖所展示的是土衛六北半球由碳氫化合物組成的湖泊和海洋。

供圖:NASA, JPL-CALTECH, ASI, USGS

 

煙霧瀰漫|土衛六上濃密的大氣層長期阻擋著我們對其地表的觀測。

供圖:NASA

 

一顆明珠|從卡西尼號的這個視角望去,土衛六像是懸掛在土星環上方的一顆明珠。

供圖:NASA, JPL-CALTECH, SPACE SCIENCE INSTITUTE


躲貓貓|在卡西尼號拍攝的這組圖片中,土星較小的衛星土衛三從土衛六後方溜過。

供圖:NASA, JPL, SPACE SCIENCE INSTITUTE

 

奇特海洋|透過迷霧,卡西尼號得以看到土衛六上的碳氫化合物湖泊及冰丘。

供圖:NASA, JPL-CALTECH, SPACE SCIENCE INSTITUTE

 

有待深入|從9.6公裡上空看到的土衛六。該圖片由惠更斯號探測器拍攝的多張照片拼接而成。

供圖:ESA, NASA, JPL, UNIVERSITY OF ARIZONA
 

 穿越迷霧 

 

  惠更斯號探測器是在美國宇航局的卡西尼號探測器進入土星軌道不久便與其脫離的。

 

  卡西尼號探測器的任務是探索土星及其眾多衛星,但惠更斯號這顆小探測器只有一個探索目標,那就是被濃密的大氣層遮蓋住地表的土衛六。

 

  與卡西尼號分離之後,惠更斯號經歷了20多天的飛行,然後用2個小時穿越了土衛六的大氣層,才在寒冷的平原上著陸,那裡的氣溫將近零下180度。

 

  「惠更斯號直接地揭秘了土衛六的環境,而之前人們所知曉的大部分情況都是間接的推測。是它近距離地向我們展示了土衛六的地表。」

 

  它傳回的數據顯示,土衛六上有高原,山谷和液體侵蝕而成的溝渠,而且在它的氮氣大氣層中還刮著大風。測量數據顯示,惠更斯號探測器並未降落在乾燥的荒原上,而是在液體浸溼了的沙土裡。

 

  惠更斯號的大氣測量數據幫助科學家們重建了土衛六遠古大氣層的成分構成(很可能由氨氣和甲烷組成),並幫助科學家們研究有機分子在以氮氣為主的大氣環境中如何發生反應。要知道,地球的大氣層在氧氣變得豐富,並開始演化生命之前也是如此。

 

  Hörst說:「除地球以外,只土衛六的大氣層是以氮氣為主的。想必,土衛六氣層中的許多化學反應也都曾在早期的地球上出現過。」

 

 另一顆月亮 

 

  惠更斯號是人類第一次也是迄今為止唯一一次向月球以外的衛星發射的探測器。

 

  一項名為「土衛六海洋探險者(Titan Mare Explorer)」的計劃,曾是美國宇航局首選的未來行星際探測計劃之一。如果該計劃得以實施,美國宇航局將會發射一艘太空飛船去探測泰坦星北半球最大的海洋之一——麗姬亞海(Ligeia Mare)。土衛六海洋中存在著許多流動的液態烴類有機物,可能孕育著與地球生命截然不同的生命形式。

 

  Hörst說:「那是一次對生命多樣性的測試:我們究竟能否找到並依賴不同的液體而存活?」

 

  然而,人類很快就會失去我們派往土衛六系統的使者,因為,卡西尼號探測任務在今年末就將終結,壯烈地墜入土星表面。不過,即使在卡西尼號和惠更斯號探測器離去之後,它們所收集的數據也能繼續為科學家研究太陽系提供線索,並幫助他們研發未來的探測計劃。

 

  通過土衛六,我們發現一個既熟悉又陌生的世界。季節性的雨會使平原的顏色變深,它上面富含有機分子,它的兩極地區也有寒流(雖然布滿了氰化氫雲團)。

 

  「土衛六的魅力在於它融合了熟悉與陌生。超低溫、冰層、有機物、液態甲烷,卻又能產生我們熟悉的雨雪、江河、沙丘與海洋。」Hörst說道。

 

  簡而言之,科學家們希望能再多了解它一些,不僅是因為探索外星地貌的興奮感,更是因為它將告訴我們地球曾經是什麼樣子。

 

  Hörst說:「土衛六如此活躍,並且擁有如此多與地球相似的過程,它為我們提供了一個理解地球活動的實驗場。」

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