浓密大气层与海洋,太阳系宜居星球榜首,探秘灭霸老家土卫六泰坦

兔斯基聊科学 2024-11-08 10:34:20

它是复仇者联盟中超级大反派灭霸的老家,被科学家们捧为宜居星球榜首,甚至让旅行者 1 号探测器都为它临时改变探索任务。这颗弥漫着橙色烟雾的星球,便是土星最大的卫星 —— 土卫六泰坦。今天就让我们一起去看看太阳系中的这颗神奇的星球!

土卫六泰坦直径约为5150公里,直径比水星还大270公里,质量约为 1.345乘以10的23次方千克,是月球的1.8倍。它是土星最大的卫星,也是太阳系中的第二大卫星。1655年,荷兰天文学家克里斯蒂安・惠更斯发现了土卫六泰坦。它到土星的平均距离约为122.2万公里,大约每15天22小时围绕土星公转一周。

土卫六合地球、水星、月球比较

1980年11月,旅行者1号探测器抵达土星。NASA的科学家们被土卫六深深吸引,于是临时决定让旅行者1号去探索土卫六泰坦,而把探索天王星和海王星的任务交给旅行者2号。

土卫六究竟有何神奇之处,能让旅行者1号临时改变航线呢?这要从它的大气层说起。土卫六是太阳系中唯一真正拥有大气层的卫星,而且大气层非常浓厚。其大气层质量约为1.19乘以10的18次方千克,大约是地球大气层质量的1.19倍,表面气压约为1.5倍地球标准大气压。

土卫六和土星

一颗不及地球质量44分之一的卫星为何有比地球还厚的大气层呢?其大气层下方隐藏着怎样的一个世界呢?这让科学家们兴趣盎然,于是率先抵达土星的旅行者 1 号便接到了探索土卫六泰坦的新指令。

旅行者1号探测器以及后来的卡西尼 - 惠更斯号探测器,为我们揭开了土卫六的神秘面纱。在土卫六的大气层中,氮气占比高达约98.4%,甲烷约占 1.4%,氢气占 0.2%。因而,它又是太阳系中除地球以外唯一大气层富含氮气的星球。

土卫六的大气层

看到这里大家也许会产生这样一个疑问:火星由于没有磁场,它的大气层都快被太阳风吹光了。土卫六泰坦同样没有磁场,它的大气层怎么就没有被太阳风剥离呢?原因是这样的。虽然土卫六泰坦没有磁场,但是土星有啊!土卫六泰坦离土星并不算远。它大部分时间内都位于土星磁场范围内,土星的磁场对土卫六的大气层起到保护作用,使其不至于被太阳风吹走。但有时候,土卫六也会跑到土星磁场之外,在这种情况下,土卫六大气中的甲烷就会和太阳风的作用下发生化学反应,产生由碳氢化合物构成的橙色烟雾,这就是土卫六看上去呈橙色的原因。

在地球上,生命的起源与有机物质的化学反应密切相关,土卫六上大量的有机物质为生命的诞生提供了物质基础,有可能通过一系列复杂的化学反应,形成更为复杂的有机分子,甚至是生命的前体物质。这也是一些研究地外生命的科学家认为土卫六泰坦可能存在生命的一个重要原因!

土卫六真实地表(惠更斯号)

2005年1月14日,惠更斯号与卡西尼号探测器分离进入土卫六大气层,并成功降落在了土卫六地表。惠更斯好传回的照片显示,它降落的地方地形就跟地球上的冲击平原一样,附近还散落着一些被流体打磨过的岩石。科学家经过分析认为,这些岩石其实是坚硬的冰块。

2006年,卡西尼号又在土卫六地表发现了面积达40万平方公里,深度可达160米的海洋,人们将其命名为克拉肯海。不久后,卡西尼号又发现了两个较小的海,面积分别为12.5万平方公里的丽姬亚海和4.2万平方公里的蓬加海。卡西尼号探测器一共在土卫六上发现了40多个大小不一的湖泊。

土卫六是整个太阳系中除地球以外唯一一个拥有地表液态海洋的星球。不过,土卫六上的海洋与地球海洋截然不同,它们是由液体甲烷组成的。土卫六十分寒冷,地表温度低至-179℃,在地球上呈气态的甲烷在土卫六上变成了液体,并在地表汇集成海洋。

土卫六海洋

土卫六泰坦既有浓密的大气层又有广阔的甲烷海洋,这都是科学家把它列为宜居星球榜首的重要因素。那么,土卫六泰坦那里会不会有奇异的外星生物游荡在这些甲烷海洋湖泊之中呢?一些研究地外生命的科学家认为,土卫六的甲烷海洋中很可能存在某种形式的生命。一些科学家猜测,在土卫六的甲烷海洋中,一些奇异的微生物会通过吸入氢气产生乙炔来储存能量,并呼出甲烷气体。

土卫六地表

土卫六平均温度约为-179℃,大气层中几乎没有氧气。因此,虽然它被科学家捧为宜居星球榜首,但对人类并不友好,人类无法在那里生存。然而,大约再过50亿年,太阳变成一颗红巨星后,太阳系的宜居带向外移动,土卫六上的冰山可能会融化,那时水的海洋将取代原先的甲烷海洋,土卫六或许会成为人类在太阳系中最后的家园。你觉得有这种可能性吗?一起聊一聊吧!

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