土卫六-泰坦(Titan)拥有甲烷海和橙色云雾,在某些方面与我们发现的和地球最相似。它几乎拥有行星的所有特征,包括云层、雨水、湖泊和河流,甚至还有咸水的地下海洋。

美国宇航局正准备派出类似无人机的太空飞船“蜻蜓”,以进一步挖掘这个已成为最重要的探索目标之一的世界。

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泰坦如此诱人的五个原因如下:

(1)这是我们太阳系中唯一一个大气层很厚的卫星

大气是包裹天体的气体分子的包裹层。在地球上,我们的大气层保护我们免受太阳的辐射,它还有助于维持和循环热量并分配养育生命的气体。

卫星也有大气层,但是除了一种情况外,它们是如此之薄,以至于它们几乎不存在。在太阳系的许多卫星中,土卫六的大气是如此的厚重和不透明-比地球大气的密度高四倍-数个世纪以来一直遮盖着泰坦的真实大小。

年卡西尼号泰坦高层大气影像

尤其是它的低重力(地球的1/7)和寒冷的温度(-摄氏度),将帮助蜻蜓轻松地在泰坦的表面上方高空飞行,并以很少的能量更快、更远地飞行。实际上,蜻蜓预计将在近三年的任务中飞行公里以上。

(2)它的大气比太阳系中任何其他大气都更类似于地球

土卫六的大气层主要由氮(约占95%)组成,就像地球(占78%)一样。它还含有约5%的甲烷,以及少量其他富碳化合物。这两个世界之间的显着差异是氧气,土卫六上不存在的氧气,但占地球空气的21%。

同一地方在不同波长的光下的泰坦图像

当微生物在3.8到25亿年前统治这个地球时,地球并没有氧气。取而代之的是,空气中充满了甲烷,这些甲烷是由这些简单的微生物在海洋中繁衍生息而产生的。一些科学家怀疑,那时地球上的甲烷有时会像在土卫六上一样,在地球周围形成不透明的橙色烟雾。

实际上,这种保护罩可能通过保持地球的温度和屏蔽太阳的大部分有害紫外线辐射来帮助培育地球上的生命。如果微生物能够代谢掉到空中的有机颗粒,它也可能提供了养料。

泰坦看起来像数十亿年前的地球吗?科学家们是这样认为的。他们渴望通过蜻蜓来了解在泰坦大气层中发生的化学反应是否类似于塑造地球空气的化学过程。

(3)泰坦环境可以发生合成生命的化学反应

大气中只需要两种成分——甲烷和氮气——就可以释放出一个复杂的有机化学网络,这使泰坦对科学家而言变得独特而有趣。太阳辐射将这些分子分开后,它们的碳、氢和氮组成的原子可以重新结合,形成各种复杂的有机化合物,并沉积在表面。因为它们含有碳而被称为“有机分子”,这些分子是地球上生命的基石。因此,科学家们渴望看到土卫六上有哪些化合物,以及它们是否与地球上可能孕育生命的化合物相似。

泰坦上蜻蜓的艺术概念图像

泰坦上是否存在微生物生命,这对科学家来说是一个有趣的问题。另一方面,科学家并没有排除土卫六的液态甲烷环境可能适合于生命形式。毕竟,科学家们知道地球上的微生物可以生活在难以想象的最极端的环境中,包括温度远低于冰点的温度、高辐射且几乎没有水的区域。相似的生物能否在泰坦的极端环境中生存呢?

(4)这是实时科学实验,无法在实验室中复制

科学家们仍在努力了解地球生命大约是十亿年时是如何开始的。许多人试图通过在他们的实验室中重新创建地球的原始条件来研究。但是,对于实验室实验来说,生命的耗时太长了。

泰坦上蜻蜓的艺术概念图像

许多科学家认为,泰坦可能是生命化学的实验室,这个实验室已经存在了很长时间。当蜻蜓在年到达泰坦时,它将在泰坦表面的多个位置收集这些实验的结果,并具有多种地质历史记录。该航天器将在Selk陨石坑中结束其任务,在那里大量的有机化合物可能会与过去的液态水长时间混合,以创造至少在地球上能够维持生命的条件。

(5)泰坦有类似地球的地形地貌,甚至天气

土卫六的地形,甚至其地貌,看起来都与地球极为相似。

泰坦艺术概念图像

例如,蜻蜓将在赤道地区的香格里拉着陆点,其沙丘很容易与南部非洲一个国家的纳米比亚相混淆。纳米比亚的这些沙山高达米。在土卫六上,发现的最高沙丘似乎在至米以上。但是,它的沙丘不是由沙子制成,而是由深色的碳氢化合物颗粒或一些类似于精细咖啡渣的冷冻甲烷和乙烷制成。

泰坦艺术概念图像

泰坦像地球一样,由流淌的河流和湖泊以及海洋构成。但是,这些液态流体是由甲烷而不是水构成的。当液体体流过地表并沿其路径磨耗岩石时,会产生丘陵和山谷。

ESA的惠更斯号在泰坦表面拍摄的真实图

散布在土卫六表面的岩石看起来也很熟悉。然而,它们是由水冰制成的,在泰坦异常寒冷的空气中,水冰仍保持固态。科学家还怀疑土卫六可能有活火山,但他们喷出的是液态水“熔岩”而不是岩浆。从土卫六的表面上,看到上面天空中的云彩,可能会感到宾至如归。大气中下的是甲烷雨而不是水。

(网图侵删)

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