方舆 - 方舆点卯 - 木卫二与土卫六

liena1996

只看楼主倒序阅读 0 发表于: 2017-04-14

木卫二,生命何时现身?
航天员 2010年01期天浪

木卫二，人类想象中，也是科学家追寻中，一方迷人的生命净土。
人类最早发现木卫二，已是整400年前。1610年，意大利著名的天文学家伽利略和马里乌斯首次望见了它的身影。在已知的63颗木星卫星中，木卫二是直径和质量第四大，其直径略小于月球。木卫二距离木星670 900千米，距离木星排位第六，因发现时间早于木星的其他四颗内侧卫星而编号木卫二，此后仍然承袭了这编号名。
木卫二体积与地球的卫星月球差不多(木星的体积则是地球的300倍)。与木星的其他卫星相比，木卫二的构造更像是一颗类似于地球的行星，主要由硅酸盐岩石组成。这颗星球的表面非常平坦，只零星地分散着几个数百米高的小山丘状地形。其最醒目的外观是遍布全球的一串串十字条纹。1994年哈勃望远镜的Goddard高解释度光谱仪观测到，木卫二的表面包裹着一层主要由氧构成的极其稀薄的大气。只是，与地球不同，木卫二大气中的氧，不是来源于生物的新陈代谢。
冰层封不住海洋
近年来，随着卫星探测器的发展，人类在对众多星球进行探测的同时，也对太阳系内众行星及其卫星进行了探测。在“先驱者”10号、11号探测器和后来的“旅行者”1号、2号探测器对木星一番走马观花式探测之后，美国于1989年10月18日发射了“伽利略”木星探测器，开始了对木星及其卫星的全力探索。
“伽利略”不负众望。1998年10月，“伽利略”发现木星的两颗卫星木卫四和木卫二上厚厚的冰层下面存在着液体海洋。而据NASA2000年8月通过“伽利略”收集到的磁场数据显示，木卫二表面有大面积的冰层，冰层下则是可导电的液体。“伽利略”发回的照片表明，木卫二表面冰层的裂缝位置发生了变化，这有可能是由表层下的海洋流动带动表层冰层不断碰撞造成的。种种迹象显示，木卫二上可能存在能供生命延续的重要物质——水。
在对20倍高分辨率的木卫二照片的分析中，科学家们一致认为，木卫二厚厚的冰层下面存在一个浪花飞溅的不冻洋，其深度超过100千米，它是地球上最深的马里亚纳海沟深度的10倍。木卫二冰层下面怎么会有不结冰的海水？对此，科学家解释说，虽然木卫二地表温度可达摄氏零下160℃，但木卫二却一直受到木星巨大引力的作用，从而产生潮汐，潮汐能从内部使木卫二升温。其释放出的热量使得其为海洋，而不总是冰层。
获此消息，NASA科学家们更是惊喜若狂。众所周知，水是生命之源，有海洋的地方就可能孕育出生命，据此人们推测，木卫二上可能存在微生物等早期生命形式。　
可能存在高智慧生命

也是这时候，美国还有一些微观物理学家和宇宙物理学家，在仔细分析和研究了木卫二不同寻常的景观照片后，进一步得出让世人震惊的结论：木卫二上可能存在高智慧生命。证据一是研究人员借助电脑放大技术，在木卫二厚厚的冰层下面发现酷似海底隧道一类的人工建筑设施，生活在木卫二上的智能生物往返穿梭于这一海底隧道，以免回陨石袭击。证据二是，“伽利略”号探测器在对木卫二的大量观测中发现，每当木卫二上出现陨石坑后，不久，这些陨石坑便又被神奇般地修平而消失。如此现象，便有可能意味着木卫二上的智能生物善于借助海水压力把陨石坑填平。
一星激起千层浪。本来，人类就到处寻找类地行星，不辞艰难地探寻地外生命，即使在遥远的太阳系外，只要可能，都要千万光年不以为远地设法探寻。没想，在这么邻近的地方，竟然就有生命可能的存在。这怎不让人惊喜若狂！不用多说，科学家们抓紧了对这颗星球生命存在可能的研究。
到了2002年5月，美国科学家公布的研究成果认为，木卫二上所具有的各种元素，应该可以满足生命存在的最低要求。
奇怪的声音
此后，科学家们对木卫二上生命可能存在的推断，进一步演绎成更为大胆的设想。有人仿佛能看到生命存在的迹象，甚至设想出生命存在的某种形式。
据NASA最近解密的文件称，几年前，“伽利略”号探测器在木卫二海拔400千米的上空掠过时，敏感的无线电探测器上感应到，木卫二厚厚的冰层下方传出一种吱吱的叫声。这种吱吱叫声可是这星球上存在的生物发出来的呢？如是，又是什么样的生物呢？
经过近年来的电脑分析，科学家们发现，这种吱吱声竟然与海豚发出的声音十分相似（误差率仅为0.001%）。虽然不清楚在木卫二海洋中发声“说话”的到底是不是生物，是什么生物，但肯尼迪航天中心科学家西蒙?克拉克大胆地提出假设，如果木卫二上真的存在某种形式的生命，它们最有可能与地球上的海豚相似。根据他的说法，海豚是木星一个卫星上的老住户。除了人类，太阳系就数海豚最聪明。
又据《新科学家》杂志报道，2009年5月2日，美国普林斯顿物理学家和未来派艺术家弗里曼?戴森在马萨诸塞州剑桥举行的会议上说：“应该说我们在宇宙中寻找生命的策略，是寻找可以看到的东西，而不是寻找有可能存在的东西。”他认为，我们的想象力永远无法跟大自然的丰富多彩相比，因此，飞船应该在木卫二上寻找生命迹象，因为我们可以在那里探测到它们。他指出，这种生命应该是一些开花植物，它们以花的形式生存，外形呈抛物线状，以便收集到达木卫二上的微弱的阳光。科学家曾在地球上的北极地区发现这种形状的花，这里的植物通过进化，可以最大限度地利用太阳能。
当然，要向木卫二厚厚的冰壳深处挖掘并非易事。据估计，即便冰壳最薄的地方，厚度也将近1千米。但戴森表示，木卫二的冰壳裂缝把冰壳与它的内部连接在一起。如果这些生命在木卫二的冰壳上的裂缝中安家落户，轨道飞船应该能看到它们。
当然，这些在真实的科研结果之上，加上了一定的想象之类的说法，在没有得到证实之前，我们姑且听之。　
类鱼生物？

虽然科学家对木卫二上的生命之谜有过种种推断与想象，但由于卫星上的海洋上面覆盖着一层厚厚的冰外壳，而且极度光滑，因此科学家一直怀疑它是否拥有足以支撑生命的氧气。毕竟，氧气对于生命的新陈代谢作用是必要的，除非某些生物能够利用硫磺或者甲烷进行代谢。但最近，那些持怀疑态度的科学家们，不再能以此支撑自己的观点。据美国太空网2009年10月报道，美国科学家最新的研究显示，木卫二的海洋中的氧气含量可能是以前估计的一百多倍，足以维持生命存活。这一点甚至超乎人们的想象。毕竟，木卫二的海洋的液态水含量，只是地球海洋全部液态水的两倍。
在探寻木卫二海洋中氧气的含量过程中，美国亚利桑那大学生物学家理查德?格林博格发现，木卫二的海洋正在吸收大量的氧气；且氧气进入海洋的速度似乎非常快，以至于其氧气浓度仅在一百万年内就超过了地球海洋的氧气含量。这些氧气足够支持多种生命形态的存在。格林博格等人认为，木卫二可能存在类似于鱼类的生命；且从理论上讲，目前木卫二海洋中
至少应该存在300万吨类鱼生物。格林博格解释说，“尽管目前还不能说那里肯定存在生命，但我们至少知道那里的物理环境支持生命的存在。”
不少科学家相信木卫二上存在生命。所以在2009年10月初公布的最新标准微生物可居住性指数评估中，木卫二以0.3等级的得分入榜，被科学家认为潜在地存在着生命。这不只是人类的一种狂热，一种追求，而是基于种种发现，基于理性的推测。如美国伍兹海尔深海生态学家蒂莫西?尚克便认为，木卫二的海底环境与地球海洋底部的“热液出口”具有极大的相似性。众所周知，地球海底热液出口处存在着许多生命形态。因此，尚克坚持认为，“如果木卫二上没有生命，那才是奇怪的事。”
如此可能存在生命的星球，自然为科学家们所热切关注，并努力探寻。目前，各种各样针对木卫二的未来探索任务的设想与计划，正在论证或筹划阶段。如用撞击器猛烈撞击木卫二表面以激起碎屑烟雾，让一艘小型飞船穿过烟雾收集碎屑以供研究；大范围地对地表进行高解析拍摄，通过光谱分析以确
认其表面物质的化学成分，以及利用穿冰雷达对冰层进行穿透探测等；甚至一些更为大胆的设想，比如发射一个着陆器寻找冻结在冰壳浅层的可能的生命迹象，或者直接深入内部对冰下海洋进行探查。
人类的智慧无穷，一切都需要努力，一切都需要时间。木卫二，生命从可能到现身，还有多远呢？　

liena1996

八步

只看该作者 1 发表于: 2017-04-14

土卫六:未来生命的家园?

航天员 2010年04期天浪

1655年,荷兰天文学家克里斯蒂安?惠更斯用他自制的望远镜对准土星,准备研究土星环,但让他惊讶的是,在土星的旁边赫然有一颗巨大的卫星,这就是土卫六。惠更斯简单地把这颗卫星称为Saturni Luna(土星的卫星)。土卫六的英文名称来自约翰?赫歇尔爵士,他在1847年出版的《在好望角天文观测的结果》一书中把这颗新卫星命名为“提坦”(Titan)。提坦在西方神话中是萨坦(Saturn,土星)的妹妹。
对土卫六的探测
人类对土卫六的探测,在探索土星的同时展开。最初是1977年9月发射的“旅行者1号”,曾试图尽可能的接近土卫六。不幸的是,“旅行者1号”上没有仪器能够穿透土卫六上的迷雾来观测其表面地貌。随后,“旅行者2号”、“先驱者11号”飞掠土星考察了土卫六。考察发现,这颗星球有着黑暗寒冷的表面、液态的海洋、暗红的天空,偶尔洒下几点夹杂着碳氢化合物的“雨”等。
1997年10月15日,由NASA与欧空局联合研发的“卡西尼”号土星探测器发射升空。“卡西尼”号轨道探测器装有12种探测仪器;着陆器“惠更斯”号装有6台探测仪器。经过7年的漫长旅途后,“卡西尼”号飞至土卫六上方并且拍摄下很多高分辨率的表面图像。从图像中科学家们看到了很多人类从来没有见过的明暗斑块。到了2005年1月14日,着陆器“惠更斯”号进入土卫六大气层,经过两个半小时的降落过程后软着陆土卫六,进行了30分钟的深入探测。
2008年7月,“卡西尼”号发现土卫六南极地区存在一个比北美安大略湖还要大的湖泊。次年7月,“卡西尼”号捕捉到由土卫六表面湖泊所反射的太阳光线。这一发现,证实了土卫六表面存在液体的说法。
最近,更是有了让人惊喜的发现。2010年6月,NASA表示,他们已经在土卫六上发现生命存在的迹象——某种未知生物正呼吸着土卫六的大气,并以地表的燃料甲烷为食。其研究结果主要建立在由NASA和欧空局主持进行的“卡西尼-惠更斯”号科学考察任务上。“卡西尼”号土星探测器利用先进的红外光谱技术对土星及其卫星的地表特征、大气层、光环和磁场等进行了深入研究。
我们先回头来看看,土卫六是怎样一颗迷人的星球。
一颗橙色的星球
土卫六是土星最大的卫星,一直以来被视作太阳系中与地球最相近的星体。也许在它上面的确存在着一个有待于人类未来开发的精彩世界。
土卫六是太阳系惟一拥有合格大气层的卫星,也是太阳系中4颗有着浓密大气层的岩石质星球之一(另三颗是地球、火星和金星)。星球上厚厚的大气层,是生命抵御宇宙任何侵害最有力的屏障。
从地球上观测,土卫六被一层浓密的大气层包裹着,星球之外的观测难以睹其地表真容。当“惠更斯”号成功登陆后,地球人才真正地见识了土卫六的“容貌”。在“惠更斯”号拍摄的大量珍贵图片中,其中一张土卫六地表图片让世人震惊——“广阔的平原上,散布着大大小小的石头和冰状物体,橙色的天空令人着迷”。
土卫六表面大气压是地球上的1.5倍,气体主要成分是氮,达到94%,是太阳系中除地球外惟一的富氮天体。土卫六上还有大量不同种类的液态碳氢化合物,包括甲烷、乙烷、丁二炔及二氧化碳等。接近土卫六地表的温度大约是零下180℃,水冰在这种温度下会升华,所以大气中会有少量的水蒸气存在。
此外,还有一种被称为“索林斯”(Tholins)的有机碳分子,在土卫六表面形成了无数沙丘。这些沿着赤道分布的暗淡沙丘含有大量的有机物,比地球贮备的煤炭还要多好几百倍。“索林斯”是相当大且复杂的有机分子,是构建生命的有机生物分子的前身,科学家认为它曾存在于数亿年前的地球。
据美国《科学美国人》杂志报道,土卫六上存在丰富的有机化合物和氮等元素,与地球早期生命形成时的环境相似。这些化学物质是类似脱氧核糖核酸 (DNA)等具有自我复制能力的物质存在所需的基本物质。很多太空生物学家渴望把土卫六大气作为地球大气的原型去研究,希望能够发现地球生命出现前复杂有机分子是怎样产生的。
巨大的宝藏
NASA“卡西尼”号项目小组2008年2月的报告称,“卡西尼”号通过雷达绘制了大约1/5的土卫六表面图像,发现了几百个湖泊(或海洋)。
2008年7月,“卡西尼”号发现土卫六南极地区存在一个大型湖泊,湖形似人体脚掌,湖长约235千米,面积约2万平方千米,比地球上北美安大略湖面积稍大,因此被称为“安大略卫星湖”。研究人员认为,湖中存在液态的乙烷、甲烷、氮和其他低分子碳氢化合物,但不存在水冰、氨水和二氧化碳。可见光与红外成像光谱仪委托调查员、亚利桑那大学月球与行星研究所教授罗伯特?H?布朗称,湖泊中混合在一起的液体粘性比水差,“它流过你的手指时,你不会感觉到像水一样的阻力”。
2009年7月8日,“卡西尼”号所携可见光与红外成像分光仪拍下了一张明显反射太阳光线的照片。由于土卫六上空厚厚的大气层的干扰,土卫六表面所反射的太阳光大多数都被屏蔽。这张照片,也是偶然间所拍,因此极其珍贵。照片显示,“卡西尼”号已捕捉到由土卫六表面湖泊所反射的太阳光线。照片中星球最外层薄雾似的物质便是大气层。
更可贵的是,土卫六上蕴藏着大量能源。“卡西尼”号项目小组认为,在土卫六上的湖泊(或海洋)中所蕴含的全部天然气可能是地球储量的上亿倍。
活跃的大气循环
土卫六表面除了覆盖全球的大气迷雾之外也有各种不同的云。只是这些云的成分是甲烷和其他碳氢化合物,而不是水做的云。表面的液体碳氢化合物蒸发形成云层,然后通过“降雨”返回地面,流进河道汇入湖泊(或海洋)。这使得土卫六成为太阳系中支持生命体存在的最佳候选者之一。
科学家发现,安大略卫星湖有蒸发迹象。虽有蒸发,也有“甲烷雨”,就像地球上的湖泊一样,湖中液体可以得到补充。科学家通过试验证明,土卫六表面湖泊(或海洋)的形成和这些有机物能源有很大关系。土卫六的天空中经常会下“雨”,这种“雨”并非普通的雨水,而是液态甲烷和乙烷,“雨”在土卫六表面上形成了大量的湖泊(或海洋)。
土卫六的自转周期与公转周期相同,这一点与月球类似。研究人员指出土卫六极地存在着季节交替现象,能够调节恶劣的气候。但是其季节变更非常慢,土卫六1年相当于地球30年的时间。目前土卫六南极地区正处于夏季向秋季的过渡时期。
存在生命?
最另人震惊的是最近NASA公布的消息中所说的土卫六上存在生命迹象的情况。报道称,“卡西尼”号深入分析了土卫六表面的化学成分,最终发现有机化学物质遍布整个星球。不过科学家称,土卫六湖泊里的液体不是水,而主要是甲烷,因此他们估计曾经生活在土卫六上的生命是以甲烷为生存基础的。
NASA表示,他们已经在土卫六上发现生命存在的迹象。对于是否存在生命这一点,NASA科学家们分别在两份报告中进行了论述。报告中指出,科学家发现,一是氢气经土卫六的大气层向下流动,最后在地表上消失,这可能是被该星球上的“虫类”吸收掉了;二是土卫六大气成份与阳光产生化学作用,理应会产生乙炔,沉落覆盖土卫六表面,但“卡西尼”号发现,土卫六表面也缺乏这种特定的化学成分,科学家因此认为这些化学物质是被某种生命消耗掉了。综合以上两点,科学家推测,土卫六上的确存有生命,只是它可能是一种不靠水维持生存的生命形式,与地球上的生物完全不同。NASA天体生物学家克里斯?麦凯称:“如果我们发现的这些信息真的是生命存在的迹象的话,那简直是太令人激动了。因为这预示着宇宙中还存在着另一种生命形式。”
当然,目前科学家只是发现土卫六上生命存在的迹象。相关的研究以及进一步的发现,尚有待时间的检验。关于土卫六上存在生命,这仅仅是一种推测,基于人类对外星生命存在的信念之上。事实上,土卫六上可能真的存在生命,也可能并不存在。如英国广播公司报道,也有科学家认为,土卫六表面氢气的消失可能是非生物过程所造成。
未来生命的家园
土卫六上存在丰富的有机化合物和氮等元素,与地球早期生命形成时的环境相似。科学家分析,土卫六上蕴含很多的甲烷。甲烷是一种强有力的温室气体,当甲烷从液态的湖泊(或海洋)逃逸到大气层时,由于化学作用,土卫六的大气层温度会发生改变。这种变化和早期地球的大气层非常相似,同时土卫六大气中还有一氧化碳和二氧化碳的痕迹。
土卫六的寒冷程度超过南极洲。地表的低温使得水始终保持固体状态,但科学家认为,它表面存在液体甲烷和乙烷,这些物质可为生命提供一个栖息地。科学家相信,土卫六的化学组成非常适合生命的进化和成长。
与地球有着相似环境的土卫六,为包括人类在内的生命提供了较好的生存条件。在一定的条件下,它可以发展成为适合人类居住的星球。科学家认为,当太阳不断膨胀并最终吞没地球时,原本寒冷的土卫六随着气温的升高将具备人类生存的理想条件。英国一名大学教授约翰?恰尔内茨基说:“我们认为,生命形成的化学成分已经有了,只需更高温度来启动程序。再过40亿年,当太阳膨胀成一颗红巨星时,土卫六上可能会是天堂。”