太陽系里可能會有生命跡象的星球續(xù)

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1、館訊第299期太陽系裡可能會有生命跡象的星球(續(xù))文／陳輝樺摘要依據(jù)近代的星際探險和太空天文觀測上的發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家們檢視太陽系裡行星與衛(wèi)星群是否適合生命的生存，是否有生命跡象的存在。除了我們較為熟知的類似地球環(huán)境的太陽系內(nèi)生命適居帶上的星體─金星與火星之外，近年來類木行星的衛(wèi)星（如木星的四顆伽利略衛(wèi)星、土星的泰坦與土衛(wèi)2、海王衛(wèi)1）內(nèi)部也發(fā)現(xiàn)可能存在著海洋的訊息?？茖W(xué)家推測要出現(xiàn)生命需要有：維持生命的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、能量來源和液態(tài)水等3個要素，這些行星與衛(wèi)星群呈現(xiàn)的跡象似乎都能滿足這些條件，使得星體生物學(xué)家們對於

2、有否生物存在其中，極感興趣。關(guān)鍵詞：適居帶、伽利略衛(wèi)星、內(nèi)部海洋、彗星、坑洞1土星的衛(wèi)星泰坦泰坦(Titan，土衛(wèi)6)是土星最大的一顆衛(wèi)星，是太陽系中唯一一顆擁有濃厚大氣層（約達(dá)地球大氣層的10倍）的衛(wèi)星，大氣層中充滿豐富的有機(jī)物質(zhì)?？茖W(xué)家仍在探索有關(guān)地球生命如何開始的線索，土衛(wèi)6可能是一個藏有這些秘密的冰封寶庫，因為它也許以急速冷凍保存著許多能構(gòu)成地球生命的化學(xué)成分。2005年1月14日順利登陸泰坦的惠更斯號(Huygens)登陸探測器，發(fā)現(xiàn)泰坦大氣中有高密度的複雜化學(xué)成分，和早期的地球非常相似。探測器並且在

3、泰坦上記錄到許多由甲烷和乙烷等碳?xì)浠衔锝M成的湖泊。這些看似陸地湖泊的暗色斑點，零星分布在整個泰坦北極點周圍的高緯度中，圖1是已知泰坦上最大的液體湖與地球上最大淡水湖（北美洲的蘇必略湖）的大小比較。泰坦如此類似地球早期的環(huán)境，使得星體生物學(xué)家們對於泰坦上有否生物的存在，極感興趣。圖1.已知泰坦上最大的液體湖與地球上最大淡水湖－北美洲的蘇必略湖的大小比較（取材自Cassini–HuygensProject.JPL.NASA)土星的衛(wèi)星恩西拉達(dá)斯恩西拉達(dá)斯(Enceladus，土衛(wèi)2)是最靠近土星的衛(wèi)星之一。其地表

4、只有少數(shù)坑洞，坑洞直徑不超過35公里，其他大部分區(qū)域則見不到坑洞的存在，顯示不久的過去曾發(fā)生地表的更新。其地表也出現(xiàn)縫隙及單純的波狀，也就是形狀扭曲的變形地表，這些跡象顯示在它地殼的內(nèi)部現(xiàn)在可能還有溫暖的液體存在。恩西拉達(dá)斯因土星的重力場和鄰近的兄弟衛(wèi)星所產(chǎn)生的潮汐作用，造成內(nèi)部的溫暖現(xiàn)象。恩西拉達(dá)斯的南極表面有水冰粒子從地裡噴出，天文物理學(xué)家懷疑，在土衛(wèi)2表層下有大量的壓縮液態(tài)水存在，當(dāng)土衛(wèi)2內(nèi)部的物質(zhì)在潮汐力作用下互擠、加溫，便形成了熱巖層；熱巖層的熱巖漿流動使得其上層的壓縮液態(tài)水受熱膨脹，極有可能在較薄弱

5、的地表處噴洩，伴隨著地表冰冷的碎冰而呈現(xiàn)出「冷噴泉」的壯觀景象（圖2）。根據(jù)2009年6月24日公布的研究資料，恩西拉達(dá)斯的噴發(fā)上至太空數(shù)百公里，在其蒸氣與冰晶噴發(fā)物中發(fā)現(xiàn)鹽粒子，此有力的證據(jù)顯示在它的地底下可能有一片富含鹽分的海洋。科學(xué)家推測要出現(xiàn)生命需要具備：維持生命的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、能量來源和液態(tài)水等3個要素。2005年卡西尼環(huán)繞器(CassiniOrbiter)發(fā)現(xiàn)，從恩西拉達(dá)斯的南極在俗稱「虎紋」的裂縫中，2噴發(fā)出大量羽狀物質(zhì)中，含有許多可能用來維持生命的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。因為土星作用在恩西拉達(dá)斯不對稱軌道

6、上的重力不斷改變，造成星球內(nèi)部藉由潮汐摩擦現(xiàn)象產(chǎn)生熱源，以維持生命的能量來源。如今，又找到第3個要素：液態(tài)水。大幅提高太陽系中存在地外生命的可能性。圖2.從恩西拉達(dá)斯南極俗稱「虎紋」的裂縫中噴發(fā)出冷噴泉的機(jī)制(取材自Cassini–HuygensProject.JPL.NASA)海王星的衛(wèi)星崔坦直徑達(dá)2,700公里（約月球1.56倍）的崔坦(Triton，海王衛(wèi)1)是海王星最大的衛(wèi)星，它的表面溫度僅有攝氏零下235度，是已知全太陽系最冷的地方之一。它擁有僅數(shù)公里薄的含氮(N)冰粒子雲(yún)的大氣層，卻是太陽系中大氣層

7、主要成分為氮的3個星球之一（另兩個是地球、土衛(wèi)2泰坦）。它的密度約為2.066克/立方公分，意思是說，它內(nèi)部的組成中含有大量的巖塊，不同於土星或天王星的冰質(zhì)衛(wèi)星。由於崔坦的密度高、運行方向與海王星相反，所以科學(xué)家猜測崔坦可能是在數(shù)十億年前，當(dāng)它路過海王星附近時被海王星捕獲的星體。若真是如此，則崔坦的偏心軌道將使潮汐摩擦而產(chǎn)生熱源來軟化它的內(nèi)部。由航海家2號太空船(Voyager2)所傳回的圖3影像看出，相當(dāng)大規(guī)模的裂縫正像間歇泉般向外噴出氮(N)粒子和暗塵埃進(jìn)入大氣層。如此特殊的環(huán)境，科學(xué)家正極力探索，欲找出它

8、的內(nèi)部是否有生物存活。3圖3.崔坦地表呈現(xiàn)大規(guī)模裂縫(取材自VoyagersProject.JPL.NASA)地球的衛(wèi)星月球月球直徑3,576公里（約地球直徑的0.27倍），質(zhì)量約為地球的0.0123倍，平均密度為3.36克/每立方公分，月表重力約為地球表面重力的六分之一，月球表面存在極-15稀薄的大氣，呈現(xiàn)約3×10巴(bar)的表面大氣壓（地球表面大氣壓約為1.014巴），月球表面