“怪异行星样本”土卫六

怪异行星的样本

土卫六看起来的确很像地球，但它非常寒冷，昏暗。那里的石头由水冰组成，湖水由碳氢化合物组成。土卫六的表面温度为零下180℃，活脱就是“太空冰箱”，人们至今没有在那里找到可以得到证实的生命迹象也便不足为奇了。但土卫六又是活跃的，它的大气和地表风景时刻发生着变化：云在雾气中浮动，甲烷雨落下后沿着河流一样的水道流进浅湖中，巨大的“沙丘”分布在赤道附近，看上去像撒哈拉沙漠，那组成“沙丘”的物质是暗色的，很像沥青，而不是沙子。土卫六是一个离奇的世界，行星科学家们称它为“地球的原型，怪异行星的样本”。

2004年12月25日，“惠更斯号”脱离“卡西尼号”飞向土卫六。次年1月14日，“惠更斯号”着陆土卫六，它最终落在了一条空旷的河道附近，河道里似乎不久前还流淌过液体，一些小岩石散布在地上，它们光滑、浑圆的模样很像地球上河流旁边常见的石头。

橙色雾霭

假如置身土卫六上，你会看到一种浓密的橙色雾霭，非常像地球上的烟雾污染。事实上，它的产生过程与地球上的烟雾污染也的确相同，那就是空气中的光化学反应。在地球上的一些大工业城市中，烟雾来源于低层大气中氧、氮和碳氢化合物在阳光作用下发生的化学反应；但在土卫六上，这样的光化学反应开始于大气的顶层。在那里，紫外线和宇宙射线的作用引发了甲烷和氮分子之间的化学反应，从而生成了碳氢化合物和氰化物，这些物质在下降过程中进一步发生化学反应并最终生成了一种复杂的化合物，科学家们称之为“索林斯”。索林斯是一种大而复杂的有机分子，是有机生物分子的前身，不过人们对它的了解还相当少。

当索林斯降到大气的低处时，它们便形成了一个很厚的层面，这个层面会阻挡太阳紫外线，影响大气环流和气候变化。再接下来，它们中的粒子进一步增长并且终于在接近地表处的由氮和甲烷组成的大气中稳定了下来。索林斯也可能曾经降落在早期的地球上，但它们并没有像在土卫六上那样“定居”下来，因为地球上的氧在大约20亿年前就变得丰富起来，索林斯遭到了破坏，便从地球上消失了。

“湖水”之谜

土卫六上的湖泊隐藏着不少秘密。首先是湖泊中的“水”究竟有多少就很难判断，因为它们的深度难以琢磨。在湖中，碳氢化合物的混合物质使土卫六的“水”的循环变得十分复杂，这也是科学家们很感兴趣的一个问题。“卡西尼号”已经证明，南半球的安大略湖中有乙烷，而甲烷雨应该也会落到湖中，但甲烷比乙烷和丙烷不稳定得多，所以它们大概蒸发得最快，于是便把更重的碳氢化合物留在湖中。法国科学家通过计算机模拟，综合“卡西尼号”的观测数据研究了湖中的物质组成，结果显示，两极地区的湖泊中，乙烷大约占四分之三，另有10%的甲烷，7%的丙烷，以及更少的氢氰酸、丁烷、氮和氩。但化学组成在每个湖中并不都是一样的，所以“湖水”的特性也会因湖泊的不同而大异其趣。

奇怪的是，人们至今也没有观测到任何有关波浪的证据。土卫六的湖面如此平静实在令人费解，按理说，甲烷和乙烷的混合物比水还轻，而土卫六的引力又比地球小，况且土卫六上的风速不会小于每秒1米，所以土卫六上的湖面应该更容易掀起波浪才是。不过研究显示，土卫六上的风会随着季节的变化而发生改变，所以随着土卫六夏天的日益临近，也许这个谜团就可以解开了。

生命迹象

土卫六既然如此活跃，又有循环流动的大气和“水”，所以有科学家便相信，土卫六上很有可能存在着某种形式的生命。

2011年6月，有科学家声称，土卫六上可能存在着某种未知的生物，因为“卡西尼号”的探测表明，土卫六大气中的氢气在临近星球表面时没有了，而土卫六表面理应存在的乙炔也并没有探测到，所以他们推测，氢气可能被土卫六上的某种生物呼吸掉了，而乙炔则可能是被那种生物“吃”掉了。对于这个观点，反对的声音也不少，因为类似含氢化合物沉降的现象在早期地球的大气层中也一直存在，但地球上并没有出现以乙炔为消耗物的生命形式。

随着人们对土卫六探测的日益深入，它的大气组成和化学物质让人们嗅到了远古地球的气息。现代科学认为，生命来自于某些小分子无机物，如甲烷、氨、氢气等，它们在诸如紫外光、电离辐射、雷电等外在的某种能量的作用下生成有机的小分子物质，这些简单的有机物在水的参与下逐渐形成简单的有机高分子物质，如蛋白质、核酸等。在特定的条件下，它们进一步形成可与外界进行简单物质交换的多分子体系。最后，又通过蛋白质和核酸的相互作用形成有原始新陈代谢功能且能进行自我繁殖的早期原始生命。人们认为，早期地球的生命就是这样由简单到复杂地进化而来的，而当时地球的情形就与现在的土卫六很有几分相像。科学家们说，土卫六上的索林斯能经由某种形式的化学反应形成复杂的有机分子，这只不过是在重复早期地球上曾经发生过的事情而已。

这样看来，也许一个更加大胆和更富于想象力的土卫六探测计划是十分必要的，事实上，这样的计划正在酝酿。科学家们建议在下一轮的土卫六探测活动中使用船舶、热气球甚至飞机对其大气、地表和湖泊进行全方位的探测。例如，人们有可能打造一艘名为“土卫六海洋探测器”的探测船降落在“丽姬娅”的水面上，然后在水面上逐浪漂浮，借风前行。“丽姬娅”是土卫六上一片最大的水面，比地球上最大的淡水湖北美的苏必利尔湖还要大，占整个土卫六表面面积的0.12%。鉴于此，科学家们也将“丽姬娅”称为“海”。

除了揭秘生命起源的奥秘之外，土卫六还将帮助我们探索系外行星的奥秘。现在，开普勒太空望远镜已经在太阳系外发现了1200多颗系外行星的“潜在目标”，但人们并不知道那些行星上的世界究竟是怎样的，例如地表如何形成，大气如何演变等等。但假若科学家们对活跃的土卫六也有了深入的了解，人们便会拥有更多的知识去认识系外行星，推测的依据会更充分一些，我们对宇宙的理解也会更加深入一步。

摘自2013年8月12日《文汇报》