假如泰坦星上有生命

李雨亭

在漫威电影中，超级反派“灭霸”是出生在泰坦星上的永恒一族，这颗最终毁灭殆尽、荒凉的蓝色星球给观众留下了深刻印象。在现实中，这颗蓝色星球并没有灭亡，它一直真实存在于太阳系中。

泰坦长什么样？

泰坦在天文学里专指土星的第六颗卫星——土卫六。它是太阳系中仅次于木卫三的第二大卫星，平均直径约5149千米，是月球的1.5倍。它也是目前太阳系中已知的唯一一颗同时拥有稠密大气层和液态海洋的卫星。从某种程度上来说，它是整个宇宙中目前已知的和我们的地球最相似的星球之一。

由于土卫六的大气层太厚太稠密，而且对可见光几乎是不透明的，即使是近距离飞掠的探测器，也难以在可见光和红外波段看到土卫六表面的细节，因此从1655年人类首次发现土卫六以来的三百多年里，我们几乎都无法探知土卫六的表面到底是什么样的。直到2019年美国宇航局喷气动力实验室JPL的行星科学家洛普斯及其同事们绘制完成了首幅土卫六的全球地质图。

这幅地质图向我们展示了泰坦星的表面概况，比如平原是土卫六上最主要的地貌，占了土卫六表面积的65%;沙丘和山地丘陵则分别占了17%和14%;湖海和沟网都只占了1.5%;可确认的撞击坑数目少的惊人，只占了总面积的0.4%，说明土卫六表面相当年轻活跃，所以才会抹去了大部分撞击坑。同时，土卫六的这些地质单元表现出了很强的纬度分布。尽管这些发现略显单薄，但依然给了科学家们许多推测土卫六地质活动和地质历史的线索。

揭开泰坦表面的重重面纱，科学家们发现泰坦是目前已知的唯一一个表面有着液态甲烷的湖和海的星球。它有着甲烷的循环，甚至会下甲烷雨。通过美国宇航局卡西尼号宇宙飞船传回来的图片来看，泰坦表面的液态湖泊反射着阳光，这样的景象在太阳系中除了地球，仅此一家。卡西尼的测量还显示，泰坦冰盖下有一片液态海洋，而且可能是覆盖泰坦全球的，科学家们认为这里具备适合生命生存的条件。这些发现无疑让泰坦成为了最有可能孕育生命的“大热”星球。

如果泰坦星上真的存在生命，它们会是什么样的？

科学家设想的泰坦星细胞膜

美国康奈尔大学的化学工程师和天文学家们联手研究出了一套模拟泰坦生物模板，基于泰坦表面大量的液态甲烷，他们认为泰坦上或许拥有以甲烷为基础、无需氧元素的细胞，能够新陈代谢，复制繁衍，做任何地球上的生命能够做到的事情。

而我们都知道对生物细胞来说，细胞膜必不可少。它们像尽职尽责的卫士，将不需要的物质拒之门外，又能做到允许营养物质进入;帮助细胞排出废物的同时，也保护了细胞内部的完整性。可以说，具备这样的膜结构是生物进化的大前提，它使得生物有机会产生更复杂的内在结构，并得以进化为高级生命体。

在地球上，水被认为是细胞膜赖以生存的必要前提。但如果细胞膜的存在不基于水，而是依赖甲烷，是否可行呢？

科学家们将他们理论上建立的细胞膜称为氮质体，由于泰坦上没有发现游离氧，他们认为这些氮质体是由已知存在于泰坦低温海洋中的氮、碳和氢分子构成，但它们的稳定性和柔软性应该与地球上的脂质体类似。那氮质体是由哪种物质组成的呢？基于此科学家们采用了一种分子动力学方法来筛选候选化合物，看是否有合适的物质足以用于自组装成类似膜的结构。

很快他们发现，丙烯腈展现出了优良的稳定性和柔软性，用作氮质体最具潜质。丙烯腈是一种无色、有毒的液态有机化合物，在地球上被用于制造丙烯酸光纤、树脂和热塑性塑料。最重要的是这种化合物就存在于泰坦的大气之中，含量非常丰富。

此外，科学家们探究了这种氮质体的结构模式，丙烯腈能够形成一个稳定的膜结构，从而分离膜内外环境，实现物质的交互。这意味着，泰坦上极有可能存在类似生物细胞的结构！

但很可惜，科学家们在使用计算机建模来模拟用丙烯腈作为膜的组装过程时发现，在泰坦的同样环境下，这种膜根本无法完成自组装。也就是说，泰坦星上自行孕育生物细胞的可能性还是不存在的。

研究进行到这里，很多人都感到非常失望，明明发现了一颗与我们地球如此相像的星球，却始终无法证明它有和我们一样孕育生命的能力。

让核动力无人机去泰坦

有科学家指出，鉴于泰坦上的温度极低，生物大分子在其上将是不可移动的。泰坦上如果真的存在生命，那它们将需要依靠较小分子的缓慢扩散来完成移动。但是，任何膜都会阻止这种程度扩散，因此他们认为泰坦上的潜在生命可能根本不需要膜。

当然这种理论很快被其他科学家驳斥了，大多数科学家还是坚持膜的存在对于维持细胞内部与外部之间的平衡至关重要，没有它，就无法阻止对生命有利的有机分子向环境流失，也无法保护内在物质或与外在物质作交换。毕竟无论是在泰坦还是在其他任何地方，生命都需要维持最小的生命单元即细胞的完整性，而只有这种结构才能支撑生物进化为更复杂的生命体。

尽管目前对泰坦生命的探索令不少人感到遗憾，但科学家们并没有因此放弃。他们认为泰坦上可能存在任何形式的生命，甚至可能生活在非常极端的环境中，超乎我们的想象。

美国宇航局宣布了一项名为“蜻蜓”的新任务，“蜻蜓”是一种核动力无人机，计划于2026年發射，预计将在2034年到达泰坦。在两年的计划任务中，“蜻蜓”会穿越相当于整个美国加州的距离，每16个地球日（或一个泰坦日）移动到另一个的地方，同时收集数据。蜻蜓团队成员说，这有可能是我们一生中最大胆，最具变革性的太空任务之一，我们将去往这个美丽星球寻找生命。

泰坦上真的会有生命吗？那里的生命会是什么结构？让我们拭目以待，等“蜻蜓”带我们一起去探寻吧！