怪異行星的樣本

土衛(wèi)六看起來的確很像地球，但它非常寒冷，昏暗。那里的石頭由水冰組成，湖水由碳?xì)浠衔锝M成。土衛(wèi)六的表面溫度為零下180℃，活脫就是“太空冰箱”，人們至今沒有在那里找到可以得到證實(shí)的生命跡象也便不足為奇了。但土衛(wèi)六又是活躍的，它的大氣和地表風(fēng)景時(shí)刻發(fā)生著變化：云在霧氣中浮動(dòng)，甲烷雨落下后沿著河流一樣的水道流進(jìn)淺湖中，巨大的“沙丘”分布在赤道附近，看上去像撒哈拉沙漠，那組成“沙丘”的物質(zhì)是暗色的，很像瀝青，而不是沙子。土衛(wèi)六是一個(gè)離奇的世界，行星科學(xué)家們稱它為“地球的原型，怪異行星的樣本”。

2004年12月25日，“惠更斯號(hào)”脫離“卡西尼號(hào)”飛向土衛(wèi)六。次年1月14日，“惠更斯號(hào)”著陸土衛(wèi)六，它最終落在了一條空曠的河道附近，河道里似乎不久前還流淌過液體，一些小巖石散布在地上，它們光滑、渾圓的模樣很像地球上河流旁邊常見的石頭。

橙色霧靄

假如置身土衛(wèi)六上，你會(huì)看到一種濃密的橙色霧靄，非常像地球上的煙霧污染。事實(shí)上，它的產(chǎn)生過程與地球上的煙霧污染也的確相同，那就是空氣中的光化學(xué)反應(yīng)。在地球上的一些大工業(yè)城市中，煙霧來源于低層大氣中氧、氮和碳?xì)浠衔镌陉柟庾饔孟掳l(fā)生的化學(xué)反應(yīng)；但在土衛(wèi)六上，這樣的光化學(xué)反應(yīng)開始于大氣的頂層。在那里，紫外線和宇宙射線的作用引發(fā)了甲烷和氮分子之間的化學(xué)反應(yīng)，從而生成了碳?xì)浠衔锖颓杌?，這些物質(zhì)在下降過程中進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并最終生成了一種復(fù)雜的化合物，科學(xué)家們稱之為“索林斯”。索林斯是一種大而復(fù)雜的有機(jī)分子，是有機(jī)生物分子的前身，不過人們對(duì)它的了解還相當(dāng)少。

當(dāng)索林斯降到大氣的低處時(shí)，它們便形成了一個(gè)很厚的層面，這個(gè)層面會(huì)阻擋太陽紫外線，影響大氣環(huán)流和氣候變化。再接下來，它們中的粒子進(jìn)一步增長并且終于在接近地表處的由氮和甲烷組成的大氣中穩(wěn)定了下來。索林斯也可能曾經(jīng)降落在早期的地球上，但它們并沒有像在土衛(wèi)六上那樣“定居”下來，因?yàn)榈厍蛏系难踉诖蠹s20億年前就變得豐富起來，索林斯遭到了破壞，便從地球上消失了。

“湖水”之謎

土衛(wèi)六上的湖泊隱藏著不少秘密。首先是湖泊中的“水”究竟有多少就很難判斷，因?yàn)樗鼈兊纳疃入y以琢磨。在湖中，碳?xì)浠衔锏幕旌衔镔|(zhì)使土衛(wèi)六的“水”的循環(huán)變得十分復(fù)雜，這也是科學(xué)家們很感興趣的一個(gè)問題?！翱ㄎ髂崽?hào)”已經(jīng)證明，南半球的安大略湖中有乙烷，而甲烷雨應(yīng)該也會(huì)落到湖中，但甲烷比乙烷和丙烷不穩(wěn)定得多，所以它們大概蒸發(fā)得最快，于是便把更重的碳?xì)浠衔锪粼诤?。法國科學(xué)家通過計(jì)算機(jī)模擬，綜合“卡西尼號(hào)”的觀測(cè)數(shù)據(jù)研究了湖中的物質(zhì)組成，結(jié)果顯示，兩極地區(qū)的湖泊中，乙烷大約占四分之三，另有10%的甲烷，7%的丙烷，以及更少的氫氰酸、丁烷、氮和氬。但化學(xué)組成在每個(gè)湖中并不都是一樣的，所以“湖水”的特性也會(huì)因湖泊的不同而大異其趣。

奇怪的是，人們至今也沒有觀測(cè)到任何有關(guān)波浪的證據(jù)。土衛(wèi)六的湖面如此平靜實(shí)在令人費(fèi)解，按理說，甲烷和乙烷的混合物比水還輕，而土衛(wèi)六的引力又比地球小，況且土衛(wèi)六上的風(fēng)速不會(huì)小于每秒1米，所以土衛(wèi)六上的湖面應(yīng)該更容易掀起波浪才是。不過研究顯示，土衛(wèi)六上的風(fēng)會(huì)隨著季節(jié)的變化而發(fā)生改變，所以隨著土衛(wèi)六夏天的日益臨近，也許這個(gè)謎團(tuán)就可以解開了。

生命跡象

土衛(wèi)六既然如此活躍，又有循環(huán)流動(dòng)的大氣和“水”，所以有科學(xué)家便相信，土衛(wèi)六上很有可能存在著某種形式的生命。

2011年6月，有科學(xué)家聲稱，土衛(wèi)六上可能存在著某種未知的生物，因?yàn)椤翱ㄎ髂崽?hào)”的探測(cè)表明，土衛(wèi)六大氣中的氫氣在臨近星球表面時(shí)沒有了，而土衛(wèi)六表面理應(yīng)存在的乙炔也并沒有探測(cè)到，所以他們推測(cè)，氫氣可能被土衛(wèi)六上的某種生物呼吸掉了，而乙炔則可能是被那種生物“吃”掉了。對(duì)于這個(gè)觀點(diǎn)，反對(duì)的聲音也不少，因?yàn)轭愃坪瑲浠衔锍两档默F(xiàn)象在早期地球的大氣層中也一直存在，但地球上并沒有出現(xiàn)以乙炔為消耗物的生命形式。

隨著人們對(duì)土衛(wèi)六探測(cè)的日益深入，它的大氣組成和化學(xué)物質(zhì)讓人們嗅到了遠(yuǎn)古地球的氣息?，F(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，生命來自于某些小分子無機(jī)物，如甲烷、氨、氫氣等，它們?cè)谥T如紫外光、電離輻射、雷電等外在的某種能量的作用下生成有機(jī)的小分子物質(zhì)，這些簡(jiǎn)單的有機(jī)物在水的參與下逐漸形成簡(jiǎn)單的有機(jī)高分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。在特定的條件下，它們進(jìn)一步形成可與外界進(jìn)行簡(jiǎn)單物質(zhì)交換的多分子體系。最后，又通過蛋白質(zhì)和核酸的相互作用形成有原始新陳代謝功能且能進(jìn)行自我繁殖的早期原始生命。人們認(rèn)為，早期地球的生命就是這樣由簡(jiǎn)單到復(fù)雜地進(jìn)化而來的，而當(dāng)時(shí)地球的情形就與現(xiàn)在的土衛(wèi)六很有幾分相像。科學(xué)家們說，土衛(wèi)六上的索林斯能經(jīng)由某種形式的化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)雜的有機(jī)分子，這只不過是在重復(fù)早期地球上曾經(jīng)發(fā)生過的事情而已。

這樣看來，也許一個(gè)更加大膽和更富于想象力的土衛(wèi)六探測(cè)計(jì)劃是十分必要的，事實(shí)上，這樣的計(jì)劃正在醞釀?？茖W(xué)家們建議在下一輪的土衛(wèi)六探測(cè)活動(dòng)中使用船舶、熱氣球甚至飛機(jī)對(duì)其大氣、地表和湖泊進(jìn)行全方位的探測(cè)。例如，人們有可能打造一艘名為“土衛(wèi)六海洋探測(cè)器”的探測(cè)船降落在“麗姬婭”的水面上，然后在水面上逐浪漂浮，借風(fēng)前行?！胞惣I”是土衛(wèi)六上一片最大的水面，比地球上最大的淡水湖北美的蘇必利爾湖還要大，占整個(gè)土衛(wèi)六表面面積的0.12%。鑒于此，科學(xué)家們也將“麗姬婭”稱為“?！?。

除了揭秘生命起源的奧秘之外，土衛(wèi)六還將幫助我們探索系外行星的奧秘?，F(xiàn)在，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)在太陽系外發(fā)現(xiàn)了1200多顆系外行星的“潛在目標(biāo)”，但人們并不知道那些行星上的世界究竟是怎樣的，例如地表如何形成，大氣如何演變等等。但假若科學(xué)家們對(duì)活躍的土衛(wèi)六也有了深入的了解，人們便會(huì)擁有更多的知識(shí)去認(rèn)識(shí)系外行星，推測(cè)的依據(jù)會(huì)更充分一些，我們對(duì)宇宙的理解也會(huì)更加深入一步。

摘自2013年8月12日《文匯報(bào)》