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衛星介紹

土衛(wei)(wei)(wei)六（Titan，又稱(cheng)為(wei)泰坦星(xing)）是(shi)環繞(rao)土星(xing)運(yun)行的(de)一顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)，是(shi)土星(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)中最大的(de)一個，也是(shi)太(tai)(tai)陽系第二大的(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)。荷蘭物理學(xue)家(jia)、天文學(xue)家(jia)和(he)數學(xue)家(jia)克里斯(si)蒂安·惠更斯(si)在(zai)1655年(nian)3月25日(ri)發現(xian)它(ta)，也是(shi)在(zai)太(tai)(tai)陽系內(nei)繼木星(xing)伽利略衛(wei)(wei)(wei)星(xing)后發現(xian)的(de)第一顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)。

由于是太陽系(xi)唯一一個(ge)擁有濃厚大(da)(da)氣層的衛星(xing)，因此(ci)被(bei)(bei)高(gao)度懷疑有生(sheng)(sheng)命(ming)(ming)體(ti)的存在(zai)，科學家也推測大(da)(da)氣中的甲烷可能是生(sheng)(sheng)命(ming)(ming)體(ti)的基礎。土衛六可以被(bei)(bei)視為(wei)一個(ge)時光機(ji)器，有助我們了解地(di)球最初期的情況，揭(jie)開地(di)球生(sheng)(sheng)物(wu)如何誕生(sheng)(sheng)之謎。

土衛六(liu)上的(de)(de)表面(mian)重力(li)極低，和(he)月球相(xiang)當，但又擁有濃厚(hou)大氣(qi)(qi)(qi)層，其(qi)表面(mian)的(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)壓約為地(di)球的(de)(de)1.5倍，這種奇特的(de)(de)現象對研究行星大氣(qi)(qi)(qi)學(xue)是(shi)一個很好(hao)的(de)(de)題材。同(tong)時濃厚(hou)的(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)加上相(xiang)當低的(de)(de)表面(mian)重力(li)令登陸和(he)起飛更(geng)容易。

名稱來歷

惠更(geng)斯(si)簡單的(de)把這顆(ke)(ke)他發現的(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)稱為(wei)“Saturni Luna”(“土(tu)星(xing)的(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)”)。之后，喬凡尼·多美(mei)尼科·卡西尼為(wei)了(le)表達對國王路(lu)易十四的(de)敬意將發現的(de)四顆(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(它們是土(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三-忒堤斯(si)，土(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四-狄俄涅，土(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)-瑞亞以及土(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)八-伊(yi)阿(a)珀托斯(si))命名為(wei)Lodicea Sidera(路(lu)易星(xing))。天文學(xue)家依據習慣把這五(wu)顆(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)以數字加以編號。其他的(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)被(bei)稱為(wei)惠更(geng)斯(si)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)或土(tu)星(xing)的(de)第六顆(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(從當時(shi)知道(dao)的(de)距離土(tu)星(xing)遠(yuan)近排列(lie)，土(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一美(mei)馬斯(si)和土(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二恩克拉多斯(si)在(zai)1789年被(bei)發現)。

土衛(wei)六的(de)(de)英文(wen)名(ming)稱"Titan"和(he)其他(ta)另外七顆(ke)當(dang)時已知的(de)(de)土星衛(wei)星的(de)(de)名(ming)稱來自約(yue)翰(han)·赫(he)(he)歇(xie)爾(er)爵士(shi)(約(yue)翰(han)·赫(he)(he)歇(xie)爾(er)是威(wei)廉·赫(he)(he)歇(xie)爾(er)爵士(shi)兒子，威(wei)廉·赫(he)(he)歇(xie)爾(er)本人(ren)發現了土衛(wei)一和(he)土衛(wei)二)。約(yue)翰(han)·赫(he)(he)歇(xie)耳(er)在(zai)1847年出版的(de)(de)《在(zai)好望角天文(wen)觀(guan)測的(de)(de)結果》一書中(zhong)把這顆(ke)新衛(wei)星命名(ming)為“提(ti)(ti)坦”，提(ti)(ti)坦在(zai)神話中(zhong)是克(ke)羅(luo)諾斯(si)（他(ta)的(de)(de)羅(luo)馬神話的(de)(de)對應者薩圖恩(en)）和(he)他(ta)的(de)(de)兄弟姐妹們的(de)(de)統稱。

物理特性

土(tu)(tu)衛六是土(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)最大(da)(da)的(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)，也是太陽(yang)系(xi)第(di)二大(da)(da)衛星(xing)(xing)(xing)，比行星(xing)(xing)(xing)水(shui)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)體積(ji)大(da)(da)(雖然(ran)質(zhi)(zhi)(zhi)量沒有水(shui)星(xing)(xing)(xing)大(da)(da))，在太陽(yang)系(xi)中它的(de)(de)大(da)(da)小只比木星(xing)(xing)(xing)最大(da)(da)的(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)木衛三小。但最近的(de)(de)觀測也顯示濃(nong)密(mi)(mi)的(de)(de)大(da)(da)氣(qi)可能使人(ren)們過高估(gu)計了泰(tai)坦的(de)(de)直徑(jing)，如同許多(duo)其他(ta)的(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)一(yi)樣，土(tu)(tu)衛六比134340號小行星(xing)(xing)(xing)（原冥王星(xing)(xing)(xing)）的(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量和體積(ji)都要大(da)(da)。土(tu)(tu)衛六平(ping)均(jun)半(ban)(ban)徑(jing)2575千(qian)米(mi)，質(zhi)(zhi)(zhi)量1.345×1023千(qian)克，平(ping)均(jun)密(mi)(mi)度(du)1.880×103千(qian)克/立方米(mi)。土(tu)(tu)衛六環繞土(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)公轉軌道(dao)半(ban)(ban)長徑(jing)為(wei)1,221,850千(qian)米(mi)，偏心率0.0292，軌道(dao)平(ping)面與(yu)土(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)赤道(dao)面的(de)(de)交角為(wei)0.33°，公轉周(zhou)期(qi)(qi)15天22時41分(fen)24秒。土(tu)(tu)衛六的(de)(de)自轉周(zhou)期(qi)(qi)與(yu)公轉周(zhou)期(qi)(qi)相(xiang)同，這一(yi)點與(yu)月(yue)球(qiu)類似。土(tu)(tu)衛六有濃(nong)密(mi)(mi)的(de)(de)大(da)(da)氣(qi)，主(zhu)要成(cheng)分(fen)是氮，表(biao)面大(da)(da)氣(qi)壓力1.5×10?帕斯卡，表(biao)面溫(wen)度(du)-179.15℃。

土(tu)衛六質量與木衛三，木衛四(si)，海衛一(yi)，小行星(xing)134340（冥(ming)王星(xing)）大體(ti)類(lei)似。土(tu)衛六一(yi)半(ban)是水冰(bing)一(yi)半(ban)是固體(ti)材料(liao)。在多(duo)個不同結晶狀(zhuang)冰(bing)層(ceng)的(de)(de)3400米下有一(yi)個固體(ti)核(he)心。核(he)心內部應該仍然(ran)熾熱。雖然(ran)土(tu)衛五以及其他的(de)(de)土(tu)星(xing)衛星(xing)也類(lei)似，但土(tu)衛六的(de)(de)核(he)心密度(du)更大，這是因為它體(ti)積巨(ju)大造成重力壓(ya)縮其內部造成的(de)(de)。

大氣情況

大(da)氣(qi)(qi)情(qing)況土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六是(shi)(shi)已知擁有(you)(you)(you)(you)真正大(da)氣(qi)(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)，其他的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)最(zui)多只是(shi)(shi)擁有(you)(you)(you)(you)示(shi)蹤氣(qi)(qi)體(ti).。大(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)是(shi)(shi)1944年(nian)首先被杰勒德·柯(ke)伊伯(bo)（Gerard P. Kuiper）使用光(guang)譜望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)，他發(fa)(fa)現土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六大(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)甲烷(wan)(wan)局部壓力(li)達到100毫巴(ba)。后來(lai)，旅行(xing)者太(tai)空船的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測也證(zheng)實土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六上(shang)(shang)擁有(you)(you)(you)(you)大(da)氣(qi)(qi)，事(shi)實上(shang)(shang)，土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)壓比地球還要大(da)一點，星(xing)球表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)壓力(li)是(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)(de)1.5倍。土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)濃密的(de)(de)(de)(de)云(yun)層(ceng)遮蓋住(zhu)了(le)它(ta)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)地貌。人們(men)一般認(ren)為(wei)(wei)(wei)土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)是(shi)(shi)固(gu)態(tai)或(huo)液(ye)體(ti)乙烷(wan)(wan)。從(cong)地球的(de)(de)(de)(de)雷達測量發(fa)(fa)現那(nei)里沒有(you)(you)(you)(you)大(da)范圍的(de)(de)(de)(de)乙烷(wan)(wan)海洋(yang)，但是(shi)(shi)仍然有(you)(you)(you)(you)可能(neng)存在(zai)(zai)小的(de)(de)(de)(de)乙烷(wan)(wan)湖。后來(lai)，科學家對卡西尼太(tai)空船發(fa)(fa)回的(de)(de)(de)(de)照片進行(xing)研究(jiu)，認(ren)為(wei)(wei)(wei)土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六上(shang)(shang)或(huo)許根(gen)本不存在(zai)(zai)液(ye)態(tai)甲烷(wan)(wan)海洋(yang)。研究(jiu)人員曾通(tong)過(guo)地面(mian)(mian)(mian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡對土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六進行(xing)觀(guan)測，他們(men)當(dang)時(shi)認(ren)為(wei)(wei)(wei)，種(zhong)種(zhong)跡象(xiang)顯(xian)示(shi)這一土(tu)(tu)星(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)上(shang)(shang)可能(neng)存在(zai)(zai)液(ye)態(tai)海洋(yang)。但是(shi)(shi)，科學家們(men)對得出的(de)(de)(de)(de)結論仍有(you)(you)(you)(you)疑惑之(zhi)處，因(yin)為(wei)(wei)(wei)以前的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測顯(xian)示(shi)土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)確有(you)(you)(you)(you)著閃爍的(de)(de)(de)(de)液(ye)體(ti)反光(guang)，尤其是(shi)(shi)幾(ji)年(nian)前通(tong)過(guo)大(da)型無線電望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡觀(guan)測的(de)(de)(de)(de)結果更證(zheng)明極(ji)有(you)(you)(you)(you)可能(neng)存在(zai)(zai)液(ye)體(ti)海洋(yang)。土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六大(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)98.44%是(shi)(shi)氮(dan)氣(qi)(qi)，是(shi)(shi)太(tai)陽系中惟(wei)一除了(le)地球外的(de)(de)(de)(de)富氮(dan)星(xing)體(ti)，那(nei)里還有(you)(you)(you)(you)大(da)量不同(tong)種(zhong)類的(de)(de)(de)(de)碳氫化合(he)物(wu)殘(can)余（包括甲烷(wan)(wan)、乙烷(wan)(wan)、丁(ding)二(er)炔、丙(bing)炔、丙(bing)炔腈、乙炔、丙(bing)烷(wan)(wan)，以及二(er)氧化碳、氰、氰化氫和(he)氦氣(qi)(qi)）。這些(xie)碳氫化合(he)物(wu)被認(ren)為(wei)(wei)(wei)來(lai)自于土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六上(shang)(shang)層(ceng)大(da)氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)甲烷(wan)(wan)。當(dang)甲烷(wan)(wan)因(yin)為(wei)(wei)(wei)太(tai)陽輻射而發(fa)(fa)生(sheng)反應就會產生(sheng)濃密的(de)(de)(de)(de)桔紅(hong)色煙云(yun)。土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)那(nei)像(xiang)是(shi)(shi)被涂上(shang)(shang)了(le)一層(ceng)柏油的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)(you)機物(wu)沉淀(dian)叫做(zuo)tholin。土(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六沒有(you)(you)(you)(you)磁(ci)場保護,所以當(dang)它(ta)有(you)(you)(you)(you)時(shi)運行(xing)在(zai)(zai)土(tu)(tu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)氣(qi)(qi)層(ceng)外時(shi)，便(bian)直接暴露在(zai)(zai)太(tai)陽風之(zhi)下。這導致(zhi)大(da)氣(qi)(qi)電離(li)并在(zai)(zai)大(da)氣(qi)(qi)上(shang)(shang)層(ceng)釋(shi)放出一些(xie)分子。

在接近表(biao)(biao)面時，土衛六的(de)溫度大約是(shi)94K(-179.15℃)。水冰在這(zhe)種溫度下會(hui)升華，所(suo)以大氣中(zhong)會(hui)有少量的(de)水蒸(zheng)氣存在.土衛六表(biao)(biao)面除了覆蓋(gai)全球(qiu)的(de)迷(mi)霧之外也有各種不同的(de)云。云可能是(shi)由甲烷，乙烷或簡單的(de)有機(ji)物組成(cheng)。其他(ta)稀有的(de)復(fu)雜化學物質是(shi)土衛六在太空外觀呈現橙(cheng)色的(de)原因。

2004年(nian)11月卡西尼號飛越過(guo)土(tu)衛(wei)六照片中明亮多云的(de)(de)南極(ji),但并未發現期望的(de)(de)甲(jia)烷存(cun)在.這令科學家們困惑(huo),対云成(cheng)分的(de)(de)相關(guan)(guan)研(yan)究仍然在進行中,人們過(guo)去關(guan)(guan)于土(tu)衛(wei)六大氣的(de)(de)知識可能需要重新書寫。

2004年卡西尼號觀測大(da)(da)氣(qi)的(de)結果(guo)發(fa)現土衛六(liu)大(da)(da)氣(qi)“超(chao)級旋轉”，就像金星(xing)那(nei)樣，其大(da)(da)氣(qi)要(yao)比表(biao)面旋轉快很多。

據美(mei)國科(ke)(ke)學(xue)日報報道，西班牙格拉納達大學(xue)和瓦倫西亞大學(xue)的物理學(xue)家們通過分(fen)析“惠更斯”探測(ce)器對土(tu)衛六的特殊觀測(ce)數據，明(ming)確地證(zheng)實(shi)土(tu)衛六大氣(qi)層中存在著(zhu)雷電風(feng)暴等自然電活躍性活動(dong)。科(ke)(ke)學(xue)團體認(ren)為(wei)有機分(fen)子、早期生命形式可能形成(cheng)于行星或衛星具(ju)有雷電風(feng)暴的高層大氣(qi)層中。

自從(cong)1908年，西班牙(ya)天文學(xue)(xue)家喬西·科(ke)馬斯(si)·蘇拉發現(xian)土衛(wei)六(liu)具有(you)大(da)氣層(ceng)以來，在(zai)其他(ta)衛(wei)星(xing)上(shang)未曾(ceng)發現(xian)過大(da)氣層(ceng)的存在(zai)。他(ta)解釋說，“在(zai)土衛(wei)六(liu)上(shang)形(xing)成著具有(you)傳遞(di)運動的大(da)氣云(yun)層(ceng)，因此靜態電(dian)場和暴風雨狀況可以形(xing)成。依據俄(e)羅斯(si)生(sheng)物(wu)化學(xue)(xue)家亞歷山(shan)大(da)·奧帕金(jin)的理論和斯(si)坦利·米勒的實驗，土衛(wei)六(liu)具有(you)雷(lei)電(dian)風暴活(huo)動性的大(da)氣層(ceng)可能形(xing)成有(you)機物(wu)質(zhi)和早(zao)期生(sheng)命形(xing)式(shi)，該條件下通過釋放電(dian)量可從(cong)無機混(hun)合(he)物(wu)中(zhong)綜合(he)形(xing)成有(you)機化合(he)物(wu)。

表面特征

至2004年，人類對(dui)土衛(wei)(wei)六的(de)(de)(de)表(biao)面地圖(tu)(tu)的(de)(de)(de)了解仍然是(shi)(shi)非(fei)常缺乏了解的(de)(de)(de)。無論如何，人類使(shi)用哈(ha)(ha)勃天文望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)紅外線(xian)和卡(ka)(ka)西尼(ni)(ni)-惠更斯(si)號(hao)拍摂(she)到一(yi)(yi)個(ge)高亮度，有(you)澳洲大(da)小區(qu)域的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)片(pian)。這個(ge)區(qu)域的(de)(de)(de)非(fei)正式名(ming)稱是(shi)(shi)''Xanadu Regio''(世外桃源)；沒有(you)人知(zhi)道那里(li)是(shi)(shi)什(shen)么樣。類似(si)的(de)(de)(de)哈(ha)(ha)勃太空望遠鏡(jing)、Keck望遠鏡(jing)和甚大(da)望遠鏡(jing)還(huan)觀測到土衛(wei)(wei)六上另外一(yi)(yi)片(pian)大(da)小相近的(de)(de)(de)深色(se)區(qu)域，人們推測那里(li)可能(neng)是(shi)(shi)液態的(de)(de)(de)甲(jia)烷或(huo)乙烷海(hai)洋，但(dan)卡(ka)(ka)西尼(ni)(ni)號(hao)觀測的(de)(de)(de)數據發(fa)現(xian)可能(neng)是(shi)(shi)其(qi)他物(wu)質。卡(ka)(ka)西尼(ni)(ni)號(hao)還(huan)發(fa)回(hui)大(da)量(liang)土衛(wei)(wei)六高分辨(bian)率地貌圖(tu)(tu)像，其(qi)中(zhong)包括(kuo)謎一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)線(xian)狀條紋，一(yi)(yi)些(xie)科(ke)學(xue)家(jia)認(ren)為那可能(neng)是(shi)(shi)地殼構造運動產生的(de)(de)(de)。

2004年11月26日(ri)的(de)(de)(de)一次飛(fei)越(yue)土衛(wei)(wei)六的(de)(de)(de)觀測(ce),發現土衛(wei)(wei)六光(guang)滑的(de)(de)(de)表面上只有很少(shao)的(de)(de)(de)沖擊環形(xing)山(shan)(shan),這些環形(xing)山(shan)(shan)在(zai)光(guang)線(xian)的(de)(de)(de)作用下明暗對比強烈。這大概(gai)是土衛(wei)(wei)六烴雨或(huo)(huo)烴雪落入環形(xing)山(shan)(shan)或(huo)(huo)火(huo)山(shan)(shan)噴發活動活躍造成(cheng)的(de)(de)(de)經常地(di)殼重構所致。探測(ce)器的(de)(de)(de)分光(guang)器發現亮區和(he)暗區發射的(de)(de)(de)太陽光(guang)波長一樣，這就意味著(zhu)它們可能由相同(tong)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)組(zu)成(cheng)(或(huo)(huo)者至少(shao)是覆蓋(gai)著(zhu)相同(tong)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi))。至于到(dao)底是什么物(wu)(wu)質(zhi)，人們依然不(bu)清楚。人們曾希望憑(ping)借探測(ce)器觀測(ce)物(wu)(wu)體或(huo)(huo)液體反(fan)射光(guang)線(xian)而發現的(de)(de)(de)烴湖(hu)或(huo)(huo)烴海并未(wei)被探測(ce)到(dao).這使得科學家懷疑土衛(wei)(wei)六表面可能是完全呈冰狀(zhuang)或(huo)(huo)泥濘狀(zhuang)態。

為了(le)更(geng)好(hao)的(de)(de)了(le)解(jie)表(biao)面地(di)(di)貌(mao)，卡西尼太空船在飛近土衛六時(shi)使用了(le)雷達遙感測繪技(ji)術.傳回的(de)(de)第(di)一張圖片(pian)就(jiu)展現地(di)(di)表(biao)是(shi)一個復雜，崎嶇(qu)與(yu)平坦并存的(de)(de)區(qu)域(yu).這種地(di)(di)貌(mao)看來應該(gai)是(shi)由(you)火山造成的(de)(de).火山可能(neng)噴發(fa)出水和氨(an)水.另外也發(fa)現了(le)一些好(hao)像風蝕(shi)產生的(de)(de)條紋(wen)狀地(di)(di)貌(mao)。還有一些看起來是(shi)已經(jing)被填平的(de)(de)沖擊環形山，其中(zhong)的(de)(de)液體可能(neng)是(shi)液態烴。湖中(zhong)有或(huo)沒(mei)有什么仍然無(wu)法(fa)確定。另有一些區(qu)域(yu)返回的(de)(de)信號看來，可能(neng)是(shi)固體或(huo)液體，但其他(ta)的(de)(de)解(jie)釋仍然存在.土衛六看起來真的(de)(de)很光滑，表(biao)面沒(mei)有高(gao)于50米(mi)的(de)(de)地(di)(di)貌(mao)。

天(tian)文學家(jia)認(ren)為(wei)，土衛六上分布著眾多由(you)液體甲(jia)烷(wan)和乙(yi)烷(wan)構(gou)成(cheng)的(de)湖泊，這顆(ke)衛星(xing)的(de)寒(han)冷程(cheng)度(du)超過(guo)南極洲。科(ke)學家(jia)表(biao)示，雖然土衛六上更加寒(han)冷，但(dan)是它(ta)(ta)上面(mian)的(de)風(feng)、雨(yu)和構(gou)造過(guo)程(cheng)，使它(ta)(ta)成(cheng)為(wei)太陽(yang)系中與地(di)球最相(xiang)像的(de)天(tian)體。雖然這顆(ke)衛星(xing)低(di)達零下292華氏度(du)零下180攝(she)氏度(du)的(de)平均表(biao)面(mian)溫度(du)會(hui)使水(shui)始(shi)終(zhong)保持固(gu)體狀態，但(dan)是它(ta)(ta)表(biao)面(mian)存在(zai)液體甲(jia)烷(wan)和乙(yi)烷(wan)，這些物質可為(wei)生命提(ti)供一個棲息地(di)，但(dan)沒有氧難(nan)被引燃。

觀測歷史

1655年，荷蘭天文學家克里斯(si)蒂安·惠更(geng)斯(si)用他自制(zhi)的(de)新望(wang)遠(yuan)鏡(jing)對準土(tu)星，準備研究土(tu)星環，但讓(rang)他驚訝的(de)是，在土(tu)星的(de)旁邊(bian)赫然有一顆巨大(da)的(de)衛星，這就是土(tu)衛六——泰(tai)坦。

1907年(nian)，西班牙(ya)天文學家何(he)塞·科馬斯(si)·索拉從望遠鏡中觀測到土衛(wei)六的(de)圓(yuan)面邊界有陰影，指(zhi)出這是存在大氣的(de)象征。

1944年，荷蘭裔美國天(tian)文學(xue)家(jia)杰拉德·柯伊(yi)伯用光譜(pu)分析儀觀測，發(fa)現(xian)土(tu)衛六上存在甲烷(wan)氣體。

科學研究

土衛(wei)六上(shang)(shang)存在(zai)豐富(fu)的(de)(de)有(you)機化合物和氮等元素，與地球(qiu)早期生命(ming)形成時(shi)的(de)(de)環境相(xiang)似。土衛(wei)六上(shang)(shang)的(de)(de)氰和烴在(zai)一(yi)定(ding)情況下可(ke)生成腈，再被星(xing)球(qiu)上(shang)(shang)的(de)(de)水冰水解(jie)，生成羧酸(suan)和胺類物質，而(er)這兩者(zhe)還可(ke)以(yi)生成具(ju)有(you)重(zhong)大(da)意義(yi)的(de)(de)氨(an)基酸(suan)。不過，土衛(wei)六上(shang)(shang)也存在(zai)制約生命(ming)存在(zai)的(de)(de)重(zhong)要因素。一(yi)是溫度過低，二是尚未發(fa)現液態(tai)水的(de)(de)存在(zai)，三(san)是土衛(wei)六沒有(you)磁(ci)場保護，所以(yi)當它(ta)有(you)時(shi)運行在(zai)土星(xing)的(de)(de)磁(ci)氣層(ceng)外時(shi)，便直(zhi)接暴(bao)露在(zai)太陽風之下，輻(fu)射可(ke)能(neng)使(shi)生命(ming)無法存在(zai)。

科學(xue)家稱，土(tu)(tu)星(xing)的衛星(xing)土(tu)(tu)衛六上(shang)巨大的碳氫(qing)化合物“冰山”湖可形(xing)成奇異生命形(xing)式。美國宇航局(ju)的研究(jiu)人(ren)員表示，這一最新(xin)理(li)論(lun)或許(xu)還(huan)能解釋(shi)來自這顆(ke)衛星(xing)上(shang)的巨大湖泊和海(hai)洋的奇怪讀數。

土衛六(liu)表(biao)面的(de)這(zhe)個新湖(hu)泊覆蓋面積有1.3萬(wan)(wan)平方英(ying)里（3.4萬(wan)(wan)平方公里），它位(wei)于(yu)土衛六(liu)南極位(wei)置，具有部分湖(hu)泊特(te)征(zheng)。自(zi)從“卡西尼(ni)”探測(ce)器(qi)2004年抵達土星(xing)體(ti)系，科學家(jia)就致力于(yu)研(yan)究土衛六(liu)極地附近甲烷(wan)湖(hu)泊的(de)特(te)征(zheng)，該研(yan)究證(zheng)實(shi)了(le)大型寒(han)冷的(de)衛星(xing)也存在著甲烷(wan)雨。

科學家指出(chu)，這(zhe)種(zhong)新湖泊(bo)只是淺(qian)薄的(de)(de)沼澤地，但是觀測數(shu)據顯示當暴風(feng)雨來到時，湖泊(bo)將(jiang)形(xing)成(cheng)足(zu)夠深(shen)、奔流(liu)向前的(de)(de)液體甲(jia)烷(wan)(wan)(wan)。前不久，美國(guo)約翰斯(si)－霍普金斯(si)大學應(ying)用物(wu)理實驗室(shi)的(de)(de)行星科學家伊麗莎白－圖特爾說(shuo)：“土衛六(liu)表(biao)面(mian)的(de)(de)雷暴模型顯示一次暴風(feng)雨便可形(xing)成(cheng)數(shu)十(shi)厘米深(shen)的(de)(de)甲(jia)烷(wan)(wan)(wan)雨水(shui)。”美國(guo)宇航局戈(ge)達德太(tai)空研究(jiu)協會研究(jiu)小組成(cheng)員托尼(ni)－德爾杰尼(ni)奧（TonyDelGenio）稱，這(zhe)項研究(jiu)是證實土衛六(liu)表(biao)面(mian)存在(zai)液態甲(jia)烷(wan)(wan)(wan)的(de)(de)最直接證據。

圖特爾說：“人(ren)們(men)(men)看到土衛六上空(kong)的這種(zhong)云層非(fei)常(chang)類似于(yu)地球的云層，同時人(ren)們(men)(men)發現該區(qu)域表面有液體洪流(liu)的跡(ji)(ji)象。”德爾杰尼(ni)奧補(bu)充指出(chu)，“卡(ka)西尼(ni)”探測器科(ke)學家在此(ci)之(zhi)前并未注意(yi)到這個新湖(hu)泊(bo)的形成，當時由于(yu)科(ke)學家們(men)(men)意(yi)識到該區(qu)域可能出(chu)現大雨(yu)，便投(tou)入更(geng)多的精(jing)力觀測出(chu)現大雨(yu)的特征，忽視了土衛六表面形成新湖(hu)泊(bo)的跡(ji)(ji)象。

科學家非常興奮這項研究(jiu)發現揭示了(le)土衛(wei)六的氣候特(te)征變化，當2004年“卡西尼”探(tan)測器(qi)抵達土星(xing)體(ti)系，正值土衛(wei)六南半球(qiu)處于(yu)夏季(ji)，北半球(qiu)處于(yu)冬(dong)季(ji)，暴(bao)風(feng)云主要聚集(ji)形成于(yu)土衛(wei)六南極地區(qu)。季(ji)節正接近于(yu)春(chun)分，這兒(er)不再有任何南半球(qiu)暴(bao)風(feng)。德(de)爾杰尼奧說(shuo)：“暴(bao)風(feng)雨主要集(ji)中(zhong)(zhong)在中(zhong)(zhong)緯度地區(qu)，偶爾會出現在低緯度地區(qu)。”

2008年，“卡西尼”探(tan)測器(qi)已(yi)完(wan)成了4年勘(kan)測任務，計劃延長勘(kan)測時間至2010年。該探(tan)測器(qi)現運(yun)行(xing)狀況健康正常，任務操作員希望今后(hou)進一步延長其(qi)工作壽命。

圖(tu)特爾在約翰·霍普金斯大(da)學實驗(yan)室(shi)的(de)同事拉(la)爾夫－羅(luo)雷(lei)茲（Ralph Lorenz）并未直接涉及(ji)這項研究，他指出像這樣的(de)研究將有(you)助于人們理想地球氣(qi)候變(bian)化的(de)特點。他在一(yi)封電(dian)子郵(you)件中寫道：“土衛六大(da)氣(qi)層擁有(you)大(da)量的(de)甲烷潮濕氣(qi)體(ti)，因此在度過漫長的(de)干(gan)旱之后會出現(xian)強烈的(de)暴風(feng)雨天(tian)氣(qi)。”

2014年10月31日，美國宇航局的卡西(xi)尼飛船在土星最大(da)的衛星土衛六(liu)的高層大(da)氣中發現了甲烷(wan)云層。

戈達(da)德空間(jian)飛行中心卡西尼項目科學家，有關(guan)這(zhe)一發(fa)現的(de)(de)研究論文第一作者卡里·安德森(Carrie Anderson)表示：“甲烷云層竟(jing)然(ran)能(neng)在土衛六大氣中如此高(gao)的(de)(de)高(gao)度上形成完全(quan)出乎意料。此前沒有人認為這(zhe)是可能(neng)的(de)(de)。”

2012年7月2日(ri)消(xiao)息，據美國宇(yu)航(hang)局(ju)網站報道(dao)，來自卡西尼(ni)探測器(qi)的(de)最(zui)(zui)新(xin)(xin)數據顯(xian)示土星最(zui)(zui)大的(de)衛星土衛六冰封(feng)的(de)地下可能存在一個液態水層。有關這一發現(xian)的(de)論文已經被(bei)發表在最(zui)(zui)新(xin)(xin)出版(ban)的(de)《科(ke)學》雜志(zhi)上。

論文第一(yi)作(zuo)者，卡西(xi)尼(ni)項目(mu)組成員，意大(da)利羅(luo)馬第一(yi)大(da)學的(de)盧西(xi)亞諾·列斯(si)(Luciano Iess)說：“卡西(xi)尼(ni)探(tan)測(ce)到土(tu)衛六(liu)大(da)幅(fu)度的(de)潮汐起(qi)伏，這幾乎必然讓人(ren)得出其地(di)表下(xia)方存在(zai)(zai)一(yi)個隱匿著的(de)海洋的(de)結論。”他說：“對于水(shui)的(de)搜尋是(shi)太陽系探(tan)測(ce)行(xing)動的(de)一(yi)項重(zhong)要目(mu)標，而現在(zai)(zai)我們又鎖(suo)定了一(yi)個新的(de)，可(ke)能富含水(shui)的(de)天體目(mu)標。”

讓科學家(jia)們做出此項發現(xian)的(de)(de)是潮汐變形現(xian)象(xiang)。土星的(de)(de)巨大引力(li)會讓土衛(wei)(wei)(wei)六不斷發生拉(la)升或(huo)擠壓(ya)變形。如果土衛(wei)(wei)(wei)六完(wan)全是由(you)固(gu)態巖(yan)(yan)石組(zu)成的(de)(de)，那么來自(zi)土星的(de)(de)引力(li)會造(zao)成其(qi)地(di)表隆(long)(long)起，形成所謂(wei)的(de)(de)“固(gu)體(ti)潮”，其(qi)高(gao)度應為3英尺(chi)(約合(he)1米)左右。然而卡西尼號的(de)(de)實測(ce)數(shu)據(ju)顯示(shi)這一隆(long)(long)起高(gao)達30英尺(chi)(約合(he)10米)。這一數(shu)據(ju)暗(an)示(shi)土衛(wei)(wei)(wei)六這顆星球并非完(wan)全由(you)固(gu)態的(de)(de)巖(yan)(yan)石物(wu)質組(zu)成。

起(qi)先科(ke)學(xue)家們(men)并無把握卡西尼號能否(fou)探(tan)測(ce)到由(you)土(tu)星引力(li)(li)引起(qi)的(de)(de)潮汐隆起(qi)。然(ran)(ran)而(er)卡西尼探(tan)測(ce)器竟然(ran)(ran)做到了(le)，它在2006年(nian)2月27日至(zhi)2011年(nian)2月18日期間先后6次近(jin)距離飛越土(tu)衛六(liu)，在此期間對土(tu)衛六(liu)的(de)(de)重力(li)(li)場進行(xing)精確測(ce)量。這些重力(li)(li)場數(shu)(shu)據，加上美國宇航局深空網(DSN)的(de)(de)協(xie)助，最終精確地給出了(le)土(tu)衛六(liu)表面潮汐隆起(qi)的(de)(de)大(da)小數(shu)(shu)值。

薩米·阿斯瑪(Sami Asmar)來自美國宇航局噴氣推進(jin)實(shi)驗室(JPL)，同時也是卡(ka)西尼項目組成員，她說：“我們(men)進(jin)行了(le)超高(gao)精度(du)的(de)(de)測(ce)量工作，很幸運的(de)(de)是卡(ka)西尼號探測(ce)器(qi)和(he)深空(kong)網天(tian)線(xian)之間保持了(le)非常穩定的(de)(de)聯系。土衛六(liu)(liu)在土星引潮(chao)力下形成的(de)(de)潮(chao)汐隆起(qi)，相比其它(ta)巨行星，如木星的(de)(de)一些衛星上所形成的(de)(de)潮(chao)汐隆起(qi)而言并不顯(xian)著。然而在缺乏實(shi)地鉆(zhan)探條件的(de)(de)情況下，重力場數據已經(jing)是我們(men)能夠獲知土衛六(liu)(liu)內部結構的(de)(de)最好方法了(le)。”

要(yao)(yao)形(xing)成(cheng)實測值(zhi)(zhi)大小的(de)(de)(de)潮汐(xi)隆(long)起(qi)效應，土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)(liu)地下(xia)的(de)(de)(de)海洋(yang)(yang)層(ceng)不必很厚很深。一個位于(yu)其堅硬的(de)(de)(de)可變形(xing)外殼和內部巖石地幔層(ceng)之間的(de)(de)(de)液態水(shui)(shui)層(ceng)就(jiu)可以(yi)讓土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)(liu)在圍繞土(tu)(tu)星周圍運行時(shi)呈現(xian)如觀(guan)察(cha)值(zhi)(zhi)所反映的(de)(de)(de)那種(zhong)隆(long)起(qi)或壓縮(suo)現(xian)象。由于(yu)土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)(liu)地表(biao)主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)由水(shui)(shui)冰(bing)組成(cheng)的(de)(de)(de)，這在外太陽系衛(wei)星中十分(fen)常見(jian)，科學家們相信土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)(liu)的(de)(de)(de)海洋(yang)(yang)主(zhu)要(yao)(yao)成(cheng)分(fen)也應該是(shi)液態水(shui)(shui)。

在地球(qiu)上，來自(zi)月球(qiu)和太(tai)陽的引力作用會在地表海洋(yang)上引起潮汐(xi)。在開闊的海域，這一隆起數(shu)值可(ke)達2英尺(約(yue)60厘米)。來自(zi)月球(qiu)和太(tai)陽的引力也(ye)會造成地殼中形(xing)成固體潮，其幅度約(yue)為20英寸(50厘米)。

在(zai)土衛六表(biao)面下(xia)方(fang)存(cun)(cun)在(zai)液(ye)態海洋這一點本身并不能(neng)構成(cheng)這里可(ke)(ke)能(neng)存(cun)(cun)在(zai)生(sheng)(sheng)命(ming)的結論。科(ke)學家們(men)傾(qing)向于(yu)認為(wei)只有(you)當液(ye)態水跟巖石(shi)之間存(cun)(cun)在(zai)直接接觸時生(sheng)(sheng)命(ming)才更(geng)有(you)可(ke)(ke)能(neng)出現。而我們(men)尚無法(fa)確認這一海洋的海底是否是由(you)巖石(shi)構成(cheng)的。

這一(yi)探測結(jie)果對(dui)于(yu)揭開(kai)土衛六(liu)(liu)上的甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)持續補(bu)給之謎具有重要意義。在(zai)(zai)土衛六(liu)(liu)大氣(qi)(qi)中(zhong)甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)含量非(fei)常豐富，然而研究人員認為甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)在(zai)(zai)大氣(qi)(qi)中(zhong)應(ying)當是不穩定(ding)的，如果土衛六(liu)(liu)大氣(qi)(qi)能(neng)長(chang)期保持豐富的甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)含量，那么(me)就必定(ding)存在(zai)(zai)一(yi)個能(neng)持續供應(ying)甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)物(wu)質的來源。

喬納森·魯寧(Jonathan Lunine)是美國(guo)康奈爾大(da)學的(de)卡西尼(ni)項目成員(yuan)，他(ta)說：“土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)地下(xia)存在(zai)液態水(shui)層的(de)發現非(fei)常(chang)(chang)重要(yao)，因為我們希望能理解(jie)甲(jia)(jia)烷(wan)是如何被存儲在(zai)土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)內部的(de)，以及這些儲存的(de)甲(jia)(jia)烷(wan)又是如何被釋放出(chu)來的(de)。”他(ta)說：“這一點非(fei)常(chang)(chang)重要(yao)，因為土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)所有的(de)不同尋(xun)常(chang)(chang)之(zhi)處都(dou)和(he)豐富的(de)甲(jia)(jia)烷(wan)含量有關，但(dan)是其大(da)氣(qi)中的(de)甲(jia)(jia)烷(wan)氣(qi)體早(zao)就應該(gai)在(zai)地質學意義(yi)上的(de)短時(shi)間內被破壞了。”

設想一個液態水構成(cheng)的地(di)下(xia)海(hai)洋(yang)，其(qi)中充滿了氨(an)，這些(xie)氨(an)水沿著裂隙和孔隙上升到(dao)地(di)表層，釋放出冰層中的甲烷(wan)氣體。與(yu)此同時這樣一個地(di)下(xia)海(hai)洋(yang)也可以作為甲烷(wan)儲備(bei)池。

2012年10月22日消息，根據美國宇航局卡西尼號探測(ce)器發回(hui)的(de)(de)最新圖像，科學家們在(zai)土星(xing)最大(da)的(de)(de)衛星(xing)土衛六上辨認出一些巨大(da)的(de)(de)高溫穹窿形構(gou)造(zao)。這(zhe)很像烘烤面包(bao)(bao)時看到的(de)(de)情況，當進行烘烤時，面包(bao)(bao)的(de)(de)表皮會凸起并開裂。現在(zai)科學家們認為在(zai)這(zhe)顆土星(xing)最大(da)的(de)(de)衛星(xing)上，正在(zai)發生相類(lei)似的(de)(de)情形。

此前科學家(jia)們在(zai)(zai)金星(xing)表(biao)面(mian)觀(guan)測到(dao)(dao)過相(xiang)似(si)的(de)(de)(de)地形，在(zai)(zai)金星(xing)表(biao)面(mian)一座名為庫納(na)皮皮(Kunapipi)的(de)(de)(de)火山山頂，探測器拍攝(she)到(dao)(dao)一個直徑大約(yue)20英里(li)(li)(約(yue)合30公里(li)(li))的(de)(de)(de)穹窿狀凸起。研究人(ren)員也相(xiang)信，在(zai)(zai)土衛六(liu)表(biao)面(mian)觀(guan)測到(dao)(dao)的(de)(de)(de)一條長(chang)約(yue)70公里(li)(li)的(de)(de)(de)狹長(chang)裂(lie)谷也是由于下部(bu)物質受熱(re)上涌引(yin)起的(de)(de)(de)地表(biao)開裂(lie)，這種上涌的(de)(de)(de)物質有可能(neng)是巖漿(jiang)。

美國宇航局噴氣推進實驗(yan)室(JPL)卡西尼(ni)項目組(zu)雷(lei)達(da)(da)設備科學家(jia)羅(luo)斯(si)里·羅(luo)普斯(si)(Rosaly Lopes)表(biao)示(shi)：“這種(zhong)穹窿形構造是此前我(wo)(wo)們從未在土衛六(liu)上(shang)觀測到過的，這顯示(shi)，即便是在長達(da)(da)8年的探測之后，這顆星球仍在持(chi)續地給我(wo)(wo)們帶來驚喜(xi)。”

這(zhe)(zhe)種(zhong)獨特的(de)(de)構(gou)(gou)造地形可(ke)能和地球上(shang)的(de)(de)巖(yan)蓋相類似(si)，所謂巖(yan)蓋就是(shi)指上(shang)升入(ru)侵(qin)的(de)(de)熔巖(yan)冷(leng)凝形成(cheng)的(de)(de)。美(mei)國猶他州境內的(de)(de)亨利山便是(shi)這(zhe)(zhe)種(zhong)地貌(mao)的(de)(de)典型代表。而這(zhe)(zhe)張(zhang)顯示穹窿(long)構(gou)(gou)造的(de)(de)圖(tu)像(xiang)是(shi)由卡西尼號(hao)探測器(qi)在2012年5月22日使(shi)用雷達設備(bei)拍(pai)攝的(de)(de)。

另外一(yi)個(ge)由艾倫·斯托芬(Ellen Stofan)領銜的(de)卡西(xi)尼科學家小組對土(tu)衛(wei)六(liu)(liu)南半(ban)球(qiu)的(de)雷達圖(tu)像(xiang)進行了(le)仔細(xi)審視(shi)du，并在這里(li)發現了(le)古代海岸線的(de)痕跡。土(tu)衛(wei)六(liu)(liu)是除了(le)地球(qiu)之外唯(wei)一(yi)一(yi)個(ge)被確認擁(yong)有穩定(ding)液(ye)(ye)體(ti)存(cun)在其表面的(de)星球(qiu)，盡管這些液(ye)(ye)體(ti)并不(bu)是水，而是碳氫化合物。

人們還(huan)只在土(tu)衛(wei)六的(de)(de)北(bei)半球觀(guan)測到(dao)廣闊(kuo)海洋的(de)(de)存(cun)在。但對卡(ka)西尼探測器在2008~2011年之間所收集探測數據的(de)(de)分(fen)析顯(xian)示在土(tu)衛(wei)六南極附(fu)近也曾一度(du)存(cun)在廣闊(kuo)的(de)(de)淺海區(qu)域(yu)。

斯托芬博士和她的(de)(de)同事們在土衛六南半(ban)球識別出兩個(ge)(ge)(ge)已經(jing)(jing)(jing)干(gan)涸(he)或大(da)(da)部已經(jing)(jing)(jing)干(gan)涸(he)的(de)(de)海洋(yang)的(de)(de)痕跡。其中一個(ge)(ge)(ge)這(zhe)樣已經(jing)(jing)(jing)干(gan)涸(he)海洋(yang)的(de)(de)面(mian)積可能曾一度達到475x280公里的(de)(de)大(da)(da)小，深度可能達到數百(bai)英尺。土衛六南半(ban)球面(mian)積最大(da)(da)的(de)(de)湖泊(bo)安(an)大(da)(da)略湖(Ontario Lacus)正位(wei)于一個(ge)(ge)(ge)干(gan)涸(he)的(de)(de)海洋(yang)范圍之(zhi)內，看起來似乎是曾經(jing)(jing)(jing)的(de)(de)汪洋(yang)大(da)(da)海僅剩(sheng)的(de)(de)一部分水(shui)域(yu)。

而另(ling)一(yi)個由(you)卡西(xi)尼雷達小(xiao)(xiao)組成員，加(jia)州理工的奧迪德·安羅(luo)森(Oded Aharonson)博(bo)士(shi)領銜的研究小(xiao)(xiao)組則認為(wei)土衛(wei)六正在(zai)經(jing)歷和地(di)球(qiu)(qiu)的米(mi)蘭科維奇周期(qi)(qi)相類似(si)的長(chang)期(qi)(qi)變(bian)化(hua)，這(zhe)是由(you)于軌道運行方(fang)面表現出來(lai)的長(chang)期(qi)(qi)規律性變(bian)化(hua)引起(qi)的結果(guo)。這(zhe)種長(chang)期(qi)(qi)的氣(qi)候性變(bian)化(hua)將導致土衛(wei)六地(di)表的液體在(zai)其南北半球(qiu)(qiu)之間來(lai)回(hui)遷移。根(gen)據這(zhe)一(yi)模型，土衛(wei)六的南半球(qiu)(qiu)在(zai)大(da)約5萬年前應當曾經(jing)擁有面積廣闊(kuo)的巨大(da)海洋。

斯托芬博(bo)士表(biao)示：“土(tu)衛(wei)六表(biao)面(mian)的海洋(yang)正是孕育前生(sheng)命(ming)化學環境(jing)的現成(cheng)實驗室，并且我們還知道它正以(yi)(yi)大約10萬(wan)年為(wei)周期在南北(bei)半球之間進行(xing)遷移。”他說(shuo)：“我很想仔(zi)細查看一下(xia)(xia)土(tu)衛(wei)六北(bei)半球的海洋(yang)以(yi)(yi)及南半球已經干涸的海洋(yang)遺跡，來了解一下(xia)(xia)這些前生(sheng)命(ming)化學演化究竟已經進行(xing)到(dao)了何種(zhong)地(di)步。”

卡西尼(ni)小組已經基本(ben)證實了土衛六(liu)北(bei)半(ban)球海洋(yang)體系(xi)的(de)穩定性(xing)(xing)。他(ta)們在過去一整個土衛六(liu)季(ji)節中(即地球上(shang)大約(yue)6年(nian))一直對這里(li)的(de)海洋(yang)進行持續的(de)監視。而(er)此次發布的(de)拍攝(she)于2012年(nian)5月22日的(de)這張圖像中，科學家(jia)們發現(xian)北(bei)半(ban)球的(de)湖泊(bo)(bo)岸線并未發生改變，這說明北(bei)半(ban)球的(de)湖泊(bo)(bo)并非季(ji)節性(xing)(xing)事件。相比(bi)之下，2010年(nian)的(de)一場暴(bao)風雨之后，土衛六(liu)赤道(dao)附近出現(xian)了明顯的(de)變暗色區域。

人們一直認為(wei)土(tu)衛(wei)(wei)六是(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)陽系中最(zui)大的(de)(de)衛(wei)(wei)星，并(bing)取(qu)名為(wei)泰坦(tan)。在(zai)(zai)希臘神(shen)話里，泰坦(tan)是(shi)(shi)(shi)(shi)一個巨人家(jia)(jia)族。土(tu)衛(wei)(wei)六是(shi)(shi)(shi)(shi)科學(xue)(xue)家(jia)(jia)認為(wei)的(de)(de)太(tai)陽系除地(di)(di)(di)球(qiu)外(wai)(wai)最(zui)有可能(neng)(neng)存(cun)在(zai)(zai)生命的(de)(de)星球(qiu)。它是(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)陽系唯一擁有濃厚大氣(qi)(qi)層的(de)(de)衛(wei)(wei)星。與(yu)地(di)(di)(di)球(qiu)不同的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)，地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)大氣(qi)(qi)層主要由氮氣(qi)(qi)和氧氣(qi)(qi)組(zu)成(cheng)，而土(tu)衛(wei)(wei)六的(de)(de)大氣(qi)(qi)層則主要是(shi)(shi)(shi)(shi)甲烷。而且，濃密的(de)(de)大氣(qi)(qi)反(fan)射了大部(bu)分(fen)的(de)(de)光線，造成(cheng)反(fan)溫(wen)室效應，使得土(tu)衛(wei)(wei)六的(de)(de)地(di)(di)(di)表十分(fen)寒(han)冷，溫(wen)度(du)只有零下180攝氏度(du)，不可能(neng)(neng)有液(ye)(ye)態水存(cun)在(zai)(zai)。但是(shi)(shi)(shi)(shi)2005年(nian)兩個科學(xue)(xue)家(jia)(jia)研究小組(zu)提出，外(wai)(wai)星微生物(wu)(wu)或(huo)許生存(cun)在(zai)(zai)泰坦(tan)湖泊的(de)(de)液(ye)(ye)態碳(tan)氫(qing)(qing)化(hua)合物(wu)(wu)里。科學(xue)(xue)家(jia)(jia)表示(shi)，乙(yi)炔在(zai)(zai)泰坦(tan)大氣(qi)(qi)層形成(cheng)，下降到泰坦(tan)表面(mian)。外(wai)(wai)星微生物(wu)(wu)吃下乙(yi)炔，同氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)發生化(hua)合作用，來獲取(qu)能(neng)(neng)量(liang)。

此后，泰(tai)坦(tan)表面發現了數(shu)十個湖(hu)(hu)泊，科學(xue)家(jia)(jia)認為(wei)其(qi)(qi)中(zhong)充滿了液(ye)態乙(yi)烷(wan)和甲烷(wan)混(hun)合物。不過由于(yu)沒有探測飛(fei)船(chuan)對泰(tai)坦(tan)湖(hu)(hu)泊直接取樣，沒有人知(zhi)道其(qi)(qi)中(zhong)的乙(yi)炔具體(ti)含量(liang)(liang)。1989年(nian)有科學(xue)家(jia)(jia)估計(ji)，泰(tai)坦(tan)湖(hu)(hu)泊中(zhong)的碳氫化(hua)合物液(ye)體(ti)內乙(yi)炔的含量(liang)(liang)僅(jin)為(wei)萬分之幾。

由法(fa)國雷恩國立高等化(hua)學學院丹尼(ni)爾·考迪爾領(ling)導的(de)科學家小(xiao)組對泰(tai)坦(tan)湖(hu)泊(bo)乙(yi)炔(gui)含量進行了新計(ji)算(suan)。他(ta)們根(gen)據(ju)探測(ce)土(tu)星(xing)(xing)系(xi)的(de)卡(ka)西尼(ni)－惠(hui)更斯任(ren)務新近獲得的(de)數據(ju)，做出最新估(gu)計(ji)稱泰(tai)坦(tan)湖(hu)泊(bo)含有更多的(de)乙(yi)炔(gui)。如果(guo)泰(tai)坦(tan)上存在(zai)(zai)外(wai)星(xing)(xing)生(sheng)物(wu)，湖(hu)泊(bo)內的(de)乙(yi)炔(gui)足以為任(ren)何饑餓的(de)外(wai)星(xing)(xing)生(sheng)物(wu)提供(gong)食(shi)物(wu)。2005年(nian)，卡(ka)西尼(ni)號攜帶的(de)“惠(hui)更斯”號子(zi)探測(ce)器，在(zai)(zai)充滿液態甲烷(wan)的(de)土(tu)衛六上登陸(lu)。“惠(hui)更斯”當時在(zai)(zai)在(zai)(zai)土(tu)衛六工作24小(xiao)時，重點探測(ce)土(tu)衛六上可能存在(zai)(zai)的(de)生(sheng)命跡象。

存在生命跡象

據美國太空網報道，在過去(qu)30年里，科學家已知道一(yi)種(zhong)叫(jiao)做索(suo)(suo)林(lin)斯(si)(tholins)的(de)復(fu)雜碳化(hua)合物(wu)存在于(yu)彗星和太陽(yang)系其他(ta)行星的(de)大氣層中(zhong)，理論上(shang)，索(suo)(suo)林(lin)斯(si)可以與水進行叫(jiao)做水解的(de)化(hua)學反應，從而制(zhi)造出(chu)類似于(yu)地球早期階段的(de)復(fu)雜分子結構。

在地球上(shang)，復雜有機分子被認為(wei)是生(sheng)命(ming)形式出現(xian)的(de)早期階段，比如被稱為(wei)生(sheng)命(ming)起(qi)源(yuan)前的(de)混合(he)物。土衛六是土星(xing)最大的(de)一顆衛星(xing)，它(ta)主要是由冰物質構成的(de)。許多冰在隕(yun)星(xing)碰撞或地下(xia)活動中可(ke)能融化，生(sheng)成“冰火山”噴射出包括(kuo)混合(he)氨(an)氣和水(shui)的(de)“巖漿”。

是否形成于土衛六大氣層(ceng)中的索林斯通過隕(yun)星碰撞或冰火山(shan)與液態水(shui)臨時(shi)性反應，在水(shui)凍結之前(qian)生(sheng)成潛在的生(sheng)命起(qi)源前(qian)有(you)機分子？沒有(you)科學(xue)家(jia)可以準確(que)地進行解釋。

美國亞利桑那州大(da)學(xue)行星科學(xue)系研(yan)究生(sheng)凱瑟琳·尼(ni)什在實驗室里進行了(le)為期多天(tian)的(de)研(yan)究，她(ta)在近冰(bing)凍(dong)溫度條件下通(tong)過水解形(xing)成類似索(suo)林斯的(de)物質(zhi)。她(ta)將這(zhe)(zhe)項(xiang)研(yan)究報告發表在《天(tian)體生(sheng)物學(xue)》雜志上。暴露在土衛六上的(de)液態(tai)水被(bei)認為持續(xu)存在數(shu)百至數(shu)千年，像(xiang)這(zhe)(zhe)樣的(de)固態(tai)冰(bing)融化成液態(tai)水的(de)反應(ying)經常發生(sheng)。很(hen)可能類似這(zhe)(zhe)樣的(de)反應(ying)同樣發生(sheng)于早期地球。

在實驗室里，尼什在低(di)溫放電狀(zhuang)態(tai)下(xia)將(jiang)5%甲烷和(he)95%氮混(hun)(hun)合(he)(he)形成(cheng)(cheng)類(lei)似索(suo)林斯的一種有(you)機混(hun)(hun)合(he)(he)物質，她將(jiang)這種索(suo)林斯樣(yang)本(ben)融解在水中(zhong)，然后放置(zhi)在40攝氏度(du)水環境中(zhong)避免出(chu)現冷凍，進而測(ce)量其水解混(hun)(hun)合(he)(he)的比率(lv)。結(jie)果顯(xian)示(shi)，10%索(suo)林斯形成(cheng)(cheng)了有(you)機混(hun)(hun)合(he)(he)物，它與水中(zhong)的氧發生反應，形成(cheng)(cheng)了復雜的有(you)機分子。

當尼什的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)報告發表在科(ke)學期刊上時(shi)，她的(de)理(li)論也遭(zao)到了批(pi)判。瑞(rui)塞勒理(li)工(gong)學院研(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)教授詹姆士·費里斯(si)從事土衛六(liu)大氣層(ceng)化學性質(zhi)研(yan)究(jiu)(jiu)許多年，他指(zhi)出尼什的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)存在著“缺(que)陷”，其原因是(shi)(shi)她使用放電方法形成(cheng)索林斯(si)，然而(er)土衛六(liu)大氣層(ceng)很可能是(shi)(shi)通過紫(zi)外光線和帶電輻射(she)粒(li)子形成(cheng)索林斯(si)的(de)。

費(fei)里斯使用紫外光線(xian)混合了類似(si)土衛六大氣層中的氣體進行(xing)了一項實驗，他說，“放(fang)電所形成(cheng)的物質結構與(yu)紫外線(xian)光分解不(bu)一樣(yang)，因此其水解時(shi)間也完全不(bu)相同。許多光化學進程形成(cheng)的碳氫(qing)化合物并不(bu)與(yu)水發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)。”

尼什對此(ci)作出反應(ying)，她指出，電(dian)子(zi)或等(deng)離子(zi)的(de)(de)釋放意味著模擬帶電(dian)粒子(zi)的(de)(de)交互(hu)作用。她贊同費里斯所說的(de)(de)紫外光線輻(fu)射形成索(suo)林斯更像土衛六大氣層中(zhong)的(de)(de)薄霧。但是她認為這樣形成的(de)(de)化合(he)物多(duo)數不與水發生(sheng)反應(ying)。

她(ta)承認自(zi)己的(de)研究工作并不是(shi)理想的(de)呈現(xian)土衛六大(da)氣(qi)層(ceng)的(de)化學(xue)特性，她(ta)說(shuo)，“形成(cheng)在低壓(ya)狀態(tai)(tai)下(xia)(xia)的(de)索林(lin)(lin)斯(si)要(yao)比高壓(ya)狀態(tai)(tai)下(xia)(xia)更像土衛六薄霧，你(ni)可以在低壓(ya)狀態(tai)(tai)使用紫外光線(xian)制造索林(lin)(lin)斯(si)，但不能在低壓(ya)狀態(tai)(tai)下(xia)(xia)使用等離(li)子(zi)釋放(fang)制造索林(lin)(lin)斯(si)。我們實驗所(suo)需的(de)大(da)量(liang)索林(lin)(lin)斯(si)必須通過放(fang)電技術來制造，通過紫外光線(xian)光分解只能生成(cheng)一(yi)小部分。”

尼什的(de)(de)(de)這項研(yan)(yan)究并不(bu)能(neng)(neng)完整地表(biao)現出(chu)土(tu)衛(wei)六行(xing)星的(de)(de)(de)化學性質，該(gai)研(yan)(yan)究表(biao)明(ming)類(lei)似的(de)(de)(de)化學反應(ying)在液態水環境中可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)成顯(xian)著數(shu)(shu)量(liang)的(de)(de)(de)有機混(hun)合物。在土(tu)衛(wei)六表(biao)面，生(sheng)(sheng)(sheng)命起源前分子可(ke)(ke)能(neng)(neng)存在于(yu)碰撞隕坑和冰火(huo)山(shan)的(de)(de)(de)融化水中，類(lei)似這樣(yang)的(de)(de)(de)進程(cheng)很(hen)可(ke)(ke)能(neng)(neng)發生(sheng)(sheng)(sheng)于(yu)地球(qiu)早期生(sheng)(sheng)(sheng)命孕育階段，那時的(de)(de)(de)早期地球(qiu)大(da)氣層還(huan)未出(chu)現顯(xian)著數(shu)(shu)量(liang)的(de)(de)(de)氧氣。

生命存在

土(tu)(tu)星(xing)的(de)(de)大(da)衛(wei)星(xing)土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)擁(yong)有太(tai)陽系(xi)(xi)中神奇(qi)的(de)(de)表(biao)面環境，充滿(man)液態(tai)(tai)甲(jia)烷和碳氫化合物(wu)的(de)(de)世界可能存在(zai)(zai)有趣的(de)(de)生命。美國康(kang)奈(nai)爾(er)大(da)學天體生物(wu)學家和化學家認為(wei)土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)在(zai)(zai)許(xu)多方面是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)孿生兄弟，土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)是(shi)太(tai)陽系(xi)(xi)最大(da)的(de)(de)衛(wei)星(xing)，比水(shui)星(xing)還(huan)(huan)大(da)，表(biao)面的(de)(de)大(da)氣(qi)壓力比地(di)球(qiu)(qiu)要高一點，而且也有大(da)氣(qi)。更(geng)重要的(de)(de)是(shi)，土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)時(shi)太(tai)陽系(xi)(xi)除地(di)球(qiu)(qiu)外(wai)唯(wei)一一顆擁(yong)有表(biao)面液態(tai)(tai)物(wu)質的(de)(de)星(xing)球(qiu)(qiu)，卡西尼(ni)探(tan)測器發現(xian)了土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)上的(de)(de)湖(hu)泊和河流，甚至在(zai)(zai)土(tu)(tu)衛(wei)六(liu)的(de)(de)極地(di)地(di)區，科學家還(huan)(huan)發現(xian)最大(da)的(de)(de)湖(hu)泊。

土(tu)衛六大氣中(zhong)存(cun)在復雜(za)的(de)(de)(de)有機分(fen)子(zi)，科學(xue)家認為(wei)這是生(sheng)(sheng)命的(de)(de)(de)基石(shi)，于(yu)是科學(xue)家猜想(xiang)土(tu)衛六的(de)(de)(de)液態(tai)甲烷(wan)世界中(zhong)可能有怪(guai)(guai)異的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)，比如能夠(gou)在零下180攝氏度的(de)(de)(de)環(huan)境中(zhong)生(sheng)(sheng)存(cun)，利用液態(tai)烷(wan)烴作為(wei)能量(liang)來源。這一(yi)(yi)猜想(xiang)的(de)(de)(de)根據來自卡西尼探測器對土(tu)衛六的(de)(de)(de)調查，發現(xian)液態(tai)甲烷(wan)的(de)(de)(de)環(huan)境有可能出(chu)現(xian)奇怪(guai)(guai)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)，康奈爾(er)大學(xue)研究小組發現(xian)，磷脂分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)形成是地球(qiu)生(sheng)(sheng)命出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)一(yi)(yi)個步驟，而(er)土(tu)衛六的(de)(de)(de)環(huan)境有助(zhu)于(yu)磷脂分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)。

土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六上如果存(cun)在(zai)(zai)生(sheng)命，那幾乎肯定(ding)是(shi)擁(yong)有細(xi)胞(bao)膜(mo)的(de)細(xi)胞(bao)個體，卡西(xi)尼(ni)號(hao)飛船數據發現土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六大(da)氣中存(cun)在(zai)(zai)非常復雜(za)的(de)化學(xue)反應，丙(bing)烯腈可(ke)(ke)能是(shi)土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六生(sheng)命細(xi)胞(bao)膜(mo)中的(de)基礎物(wu)質，目前(qian)(qian)實驗室已經(jing)可(ke)(ke)以在(zai)(zai)土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六的(de)環境下(xia)模(mo)擬產生(sheng)此(ci)類物(wu)質。因此(ci)丙(bing)烯腈膜(mo)可(ke)(ke)能是(shi)土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六生(sheng)命的(de)細(xi)胞(bao)膜(mo)結(jie)構(gou)，計算化學(xue)仿真結(jie)果表明(ming)其能夠適應土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六上的(de)環境。為了(le)進一步證(zheng)明(ming)土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六是(shi)否存(cun)在(zai)(zai)生(sheng)命，我們應該派遣(qian)一艘探測器前(qian)(qian)往土(tu)(tu)(tu)(tu)衛(wei)六的(de)甲烷(wan)海洋，或許這(zhe)是(shi)最直(zhi)接的(de)證(zheng)明(ming)方式。

宜居星球榜首

行星(xing)宜居度指數則考(kao)慮一組完(wan)全不同的(de)(de)因素，如星(xing)球表面(mian)究竟是巖質(zhi)的(de)(de)還是冰(bing)凍的(de)(de)、星(xing)球是否(fou)有大氣(qi)層(ceng)、是否(fou)有磁場等。

設計出行(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)宜居(ju)(ju)度指(zhi)(zhi)(zhi)數(shu)和地球(qiu)相似(si)度指(zhi)(zhi)(zhi)數(shu)兩大(da)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)體系(xi)(xi)，對可(ke)能(neng)存在外(wai)星(xing)(xing)生命的星(xing)(xing)球(qiu)進行(xing)(xing)(xing)(xing)可(ke)能(neng)性排(pai)序。兩類指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)體系(xi)(xi)分別為(wei)行(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)宜居(ju)(ju)度指(zhi)(zhi)(zhi)數(shu)和地球(qiu)相似(si)度指(zhi)(zhi)(zhi)數(shu)。根據(ju)科學(xue)家們(men)的評估結(jie)果，土(tu)星(xing)(xing)最大(da)衛星(xing)(xing)土(tu)衛六和系(xi)(xi)外(wai)行(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)Gliese 581g分別位居(ju)(ju)兩大(da)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)宜居(ju)(ju)星(xing)(xing)球(qiu)排(pai)行(xing)(xing)(xing)(xing)榜之首，被(bei)認為(wei)是最宜居(ju)(ju)的外(wai)星(xing)(xing)世界。系(xi)(xi)外(wai)行(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)Gliese 581g位于(yu)(yu)天秤座內，距離地球(qiu)大(da)約20.5光年(nian)。科學(xue)家們(men)的研究成果發表(biao)于(yu)(yu)《天體生物學(xue)》雜志之上(shang)。