張唯誠(chéng)

土星的衛(wèi)星——土衛(wèi)六（又名泰坦），是太陽(yáng)系中一個(gè)離奇的世界。它很像我們的地球，有濃密的大氣、流動(dòng)的液體和形態(tài)各異的地表。它的發(fā)現(xiàn)者是荷蘭天文學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯。1655年3月25日，惠更斯用他自制的天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了在土星旁邊的土衛(wèi)六。此后，人們便開(kāi)始對(duì)這顆星球倍加關(guān)注，因?yàn)樗翘?yáng)系中唯一一顆擁有濃密大氣的衛(wèi)星。

從2000年開(kāi)始，天文學(xué)家們利用射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到來(lái)自土衛(wèi)六赤道的特別明亮的無(wú)線電信號(hào)，這些信號(hào)被稱為“鏡面反射”。對(duì)于這些反射，最自然的解釋是土衛(wèi)六的赤道熱帶地區(qū)有大量的液體，但這個(gè)判斷一直沒(méi)有得到肯定。

到了2004年，“卡西尼號(hào)”土星探測(cè)器飛抵土星，人類對(duì)土衛(wèi)六的探索也進(jìn)入到了一個(gè)全新的階段。人們發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六的表面溫度為-180℃，但它并不是一個(gè)僵硬的封凍世界。恰恰相反，土衛(wèi)六非?；钴S，它的大氣和地表風(fēng)景都在發(fā)生著變化，云在霧氣中浮動(dòng)，甲烷的雨水落到地面，然后流進(jìn)湖中。

在“卡西尼號(hào)”土星探測(cè)器探訪土星之前，人們就認(rèn)為土衛(wèi)六上有大片的湖泊?！翱ㄎ髂崽?hào)”土星探測(cè)器傳回的探測(cè)圖像表明，湖泊里的液體通過(guò)一些“河道”注入。這些河道伸向潮濕的區(qū)域，很像地球上的河流，其中一條長(zhǎng)達(dá)400千米充斥著液態(tài)碳?xì)浠衔锏暮拥酪恢绷魅胍粋€(gè)名為“麗姬婭”的湖中?！胞惣I”是土衛(wèi)六上最大的一片水域，比地球上最大的淡水湖----北美的蘇必利爾湖還要大。

科學(xué)家們推測(cè)，其中的一些河流通?？赡苁歉珊缘模挥小坝昙尽辈艜?huì)有“水”。經(jīng)探測(cè)表明，這些“水”是甲烷、乙烷和少量的丙烷，它們?cè)谕列l(wèi)六極低的溫度下仍能像水一樣流動(dòng)。各湖中物質(zhì)的組成可能也并不是一樣的，所以“湖水”的特性也可能并不一致?？茖W(xué)家們還根據(jù)觀測(cè)到的情景推測(cè)，土衛(wèi)六的過(guò)去可能比今天更加潮濕。

那么，謎團(tuán)是不是就此解開(kāi)了？那些亮斑是否就是這些湖面的反射呢？答案是否定的。原來(lái)，“卡西尼號(hào)”土星探測(cè)器的探測(cè)表明，土衛(wèi)六上的湖泊多集中在兩極附近，而不是靠近赤道的熱帶地區(qū)。除了湖泊外，土衛(wèi)六上還存在其他地形，例如沙丘，它覆蓋了土衛(wèi)六表面20%的面積。但土衛(wèi)六上的沙丘和地球上的沙丘可不一樣，它的“沙粒”并非來(lái)自巖石，而是碳?xì)浠衔?。在土衛(wèi)六上雖然這種“沙粒”構(gòu)成的沙丘并不少，但是它們同樣位于和那些亮斑不一致的地方，顯然沙丘也應(yīng)該排除在外。

最后，科學(xué)家們將目光鎖定在了古代湖泊和海洋干涸后的地面上。他們重新研究了來(lái)自波多黎各阿雷西博天文臺(tái)、西弗吉尼亞的綠岸天文臺(tái)和“卡西尼號(hào)”土星探測(cè)器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有高光反射都來(lái)自幾個(gè)特定的點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家們進(jìn)一步分析了土衛(wèi)六上各種地形可能導(dǎo)致的反射特征，最終得到結(jié)論：古代湖泊和海洋的類似湖床的地面才可能是這種亮斑反射的來(lái)源。2020年6月，科學(xué)家們將這個(gè)研究成果發(fā)表在了《自然通訊》雜志上。這個(gè)結(jié)論可能對(duì)存在了20年的“亮斑”之謎給出了一個(gè)科學(xué)合理的解釋。

然而，這個(gè)解釋還需要進(jìn)一步加以印證，因而科學(xué)家們寄希望于下一步的探測(cè)計(jì)劃。他們將于2034年讓一架類似無(wú)人機(jī)的探測(cè)器著陸到土衛(wèi)六上。這架探測(cè)器并不會(huì)去赤道附近的干燥湖泊地區(qū)，但它將探索與之有關(guān)的其他區(qū)域。通過(guò)地質(zhì)對(duì)比，科學(xué)家們有望找到更多的證據(jù)。

然而，問(wèn)題又來(lái)了。如果反射來(lái)自土衛(wèi)六上干涸的湖泊，那么其中的液體又去哪里了呢？科學(xué)家們猜測(cè)，這些液體除了被蒸發(fā)掉以外，還有另外一種可能，那就是在循環(huán)中發(fā)生了轉(zhuǎn)移，即這些湖泊里的甲烷液體參與了土衛(wèi)六物質(zhì)循環(huán)的大系統(tǒng)，它們從赤道轉(zhuǎn)移到了兩極。

土衛(wèi)六“亮斑”之謎的破解給天文學(xué)家們帶來(lái)了一個(gè)啟示，那就是宇宙中遙遠(yuǎn)行星上的湖泊或者海洋其實(shí)是很容易干涸的。當(dāng)我們?cè)噲D在其他行星上尋找海洋時(shí)，我們必須小心謹(jǐn)慎地判斷，因?yàn)槟切┛此坪Ｑ蟠嬖诘淖C據(jù)其實(shí)很有可能已經(jīng)消失了。

土衛(wèi)六一直被認(rèn)為是一個(gè)離奇的世界，它和我們熟悉的地球既很相似，又顯得有些詭異，因而有人稱它為“地球的原型”，又有人稱它為“怪異行星的樣本”。目前，科學(xué)家們達(dá)成的共識(shí)是，研究土衛(wèi)六是我們了解宇宙中諸多行星的重要捷徑。在未來(lái)，它必將吸引人類更多關(guān)注的目光。