第二十四章 土衛六上的呼喚（上）

第二十四章土衛六上的呼喚（上）

土星的一顆衛星上，一個個生命跡象似乎能夠在逐漸發展著，周圍的宇宙空間如同夢幻一般。

這顆衛星叫土衛六，土衛六（titn，又稱為泰坦）是環繞土星運行的一顆衛星，是土星衛星中最大的一個，也是太陽係第二大的衛星。荷蘭物理學家、天文學家和數學家克裏斯蒂安·惠更斯在1655年3月25日發現它，也是在太陽係內繼木星伽利略衛星後發現的第一顆衛星。

惠更斯簡單的把這顆他發現的衛星稱為“trniln”(“土星的衛星”)。之後，喬凡尼·多美尼科·卡西尼為了表達對國王路易十四的敬意將發現的四顆衛星(它們是土衛三－忒堤斯，土衛四－狄俄涅，土衛五－瑞亞以及土衛八－伊阿珀托斯)命名為ldieider(路易之星)。天文學家依據習慣把這五顆衛星以數字加以編號。其他的衛星則被稱為惠更斯衛星或土星的第六顆衛星(從當時知道的距離土星遠近排列，土衛一美馬斯和土衛二恩克拉多斯在1789年被發現)。

土衛六的英文名稱"titn"和其他另外七顆當時已知的土星衛星的名稱來自約翰·赫歇爾爵士(約翰·赫歇爾是威廉·赫歇爾爵士之子，威廉·赫歇爾本人發現了土衛一和土衛二)。約翰·赫歇耳在1847年出版的《在好望角天文觀測的結果》一書中把這顆新衛星命名為“提坦”，提坦在神話中是克羅諾斯（他的羅馬神話的對應者薩圖恩）和他的兄弟姐妹們的統稱。

土衛六是土星最大的衛星，也是太陽係第二大衛星，大於行星水星的體積(雖然質量沒有水星大)，在太陽係中它的大小僅次於木星最大的衛星木衛三。但最近的觀測也顯示其濃密的大氣可能使人們過高估計了它的直徑，如同許多其他的衛星一樣，土衛六比小行星134340（原冥王星）的質量和體積都要大。土衛六平均半徑2575千米，質量1.345x10^23千克，平均密度1.880x10^3千克/立方米。土衛六環繞土星公轉軌道半長徑為1,221,850千米，偏心率0.0292，軌道平麵與土星赤道麵的交角為0.33°，公轉周期15天22時41分24秒。土衛六的自轉周期與公轉周期相同，這一點與月球類似。土衛六有濃密的大氣，主要成分是氮，表麵大氣壓力1.5x10^5帕斯卡，表麵溫度－179.15c

土衛六質量與木衛三，木衛四，海衛一，小行星134340（冥王星）大體類似。土衛六一半是水冰一半是固體材料。在多個不同結晶狀冰層的3400米下有一個固體核心。其核心內部應該仍然熾熱。雖然土衛五以及其他的土星衛星也類似，但土衛六的核心密度更大，這是因為它體積巨大造成重力壓縮其內部造成的。

大氣情況土衛六是已知擁有真正大氣層的衛星，其他的衛星最多隻是擁有示蹤氣體。大氣的存在是1944年首先被傑勒德·柯伊伯使用光譜望遠鏡發現的，他發現土衛六大氣的甲烷局部壓力達到100毫巴。後來，旅行者太空船的觀測也證實土衛六上擁有大氣，事實上，土衛六的大氣壓比地球還要大一點，星球表麵的壓力是地球的1.5倍。土衛六表麵濃密的雲層遮蓋住了它的表麵地貌。人們一般認為土衛六表麵是固態或**乙烷。從地球的雷達測量發現那裏沒有大範圍的乙烷海洋，但是仍然有可能存在小的乙烷湖。後來，科學家對卡西尼太空船發回的照片進行研究，認為土衛六上或許根本不存在液態甲烷海洋。研究人員曾通過地麵望遠鏡對土衛六進行觀測，他們當時認為，種種跡象顯示這一土星衛星上可能存在液態海洋。但是，科學家們對得出的結論仍有疑惑之處，因為以前的觀測顯示土衛六表麵確有著閃爍的**反光，尤其是幾年前通過大型無線電望遠鏡觀測的結果更證明極有可能存在**海洋。

土衛六大氣的98.44%是氮氣，是太陽係中惟一除了地球外的富氮星體，那裏還有大量不同種類的碳氫化合物殘餘（包括甲烷、乙烷、丁二炔、丙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷，以及二氧化碳、氰、氰化氫和氦氣）。這些碳氫化合物被認為來自於土衛六上層大氣中的甲烷。當甲烷因為太陽輻射而發生反應就會產生濃密的桔紅色煙雲。土衛六表麵那像是被塗上了一層柏油的有機物沉澱叫做tlin。土衛六沒有磁場保護,所以當它有時運行在土星的磁氣層外時，便直接暴露在太陽風之下。這導致大氣電離並在大氣上層釋放出一些分子。

在接近表麵時，土衛六的溫度大約是94k(－179.15c)。水冰在這種溫度下會升華，所以大氣中會有少量的水蒸氣存在.土衛六表麵除了覆蓋全球的迷霧之外也有各種不同的雲。雲可能是由甲烷，乙烷或簡單的有機物組成。其他稀有的複雜化學物質是土衛六在太空外觀呈現橙色的原因。

2004年11月卡西尼號飛越過土衛六照片中明亮多雲的南極,但並未發現期望的甲烷存在.這令科學家們困惑,対雲成分的相關研究仍然在進行中,人們過去關於土衛六大氣的知識可能需要重新書寫。

2004年卡西尼號觀測大氣的結果發現土衛六大氣“超級旋轉”，就像金星那樣，其大氣要比表麵旋轉快很多。

據美國科學日報報道，西班牙格拉那達大學和瓦倫裏亞大學的物理學家們通過分析“惠更斯”探測器對土衛六的特殊觀測數據，明確地證實土衛六大氣層中存在著雷電風暴等自然電活躍性活動。科學團體認為有機分子、早期生命形式可能形成於行星或衛星具有雷電風暴的高層大氣層中。

自從1908年，西班牙天文學家喬西·科馬斯·蘇拉發現土衛六具有大氣層以來，在其他衛星上未曾發現過大氣層的存在。他解釋說，“在土衛六上形成著具有傳遞運動的大氣雲層，因此靜態電場和暴風雨狀況可以形成。依據俄羅斯生物化學家亞曆山大·奧帕金的理論和斯坦利·米勒的實驗，土衛六具有雷電風暴活動性的大氣層可能形成有機物質和早期生命形式，該條件下通過釋放電量可從無機混合物中綜合形成有機化合物。

至2004年，人類對土衛六的表麵地圖的了解仍然是非常缺乏了解的。無論如何，人類使用哈勃天文望遠鏡的紅外線和卡西尼－惠更斯號拍摂到一個高亮度，有澳洲大小區域的圖片。這個區域的非正式名稱是‘‘xndregi‘‘(世外桃源)；沒有人知道那裏是什麽樣。類似的哈勃太空望遠鏡、kek望遠鏡和甚大望遠鏡還觀測到土衛六上另外一片大小相近的深色區域，人們推測那裏可能是液態的甲烷或乙烷海洋，但卡西尼號觀測的數據發現可能是其他物質。卡西尼號還發回大量土衛六高分辨率地貌圖像，其中包括謎一般的線狀條紋，一些科學家認為那可能是地殼構造運動產生的。

2004年11月26日的一次飛越土衛六的觀測,發現土衛六光滑的表麵上隻有很少的衝擊環形山,這些環形山在光線的作用下明暗對比強烈。這大概是土衛六烴雨或烴雪落入環形山或火山噴發活動活躍造成的經常地殼重構所致。探測器的分光器發現亮區和暗區發射的太陽光波長一樣，這就意味著它們可能由相同的物質組成(或者至少是覆蓋著相同的物質)。至於到底是什麽物質，人們依然不清楚。人們曾希望憑借探測器觀測物體或**反射光線而發現的烴湖或烴海並未被探測到.這使得科學家懷疑土衛六表麵可能是完全呈冰狀或泥濘狀態。

為了更好的了解表麵地貌,卡西尼太空船在飛近土衛六時使用了雷達遙感測繪技術.傳回的第一張圖片就展現地表是一個複雜，崎嶇與平坦並存的區域.這種地貌看來應該是由火山造成的.火山可能噴發出水和氨水.另外也發現了一些好像風蝕產生的條紋狀地貌.還有一些看起來是已經被填平的衝擊環形山,其中的**可能是液態烴。湖中有或沒有什麽仍然無法確定.另有一些區域返回的信號看來,可能是固體或**,但其他的解釋仍然存在.土衛六看起來真的很光滑，表麵沒有高於50米的地貌。

人類探索宇宙的腳步從未停止過，1979年9月1日，，“先驅者11號”飛掠土星，考察了土衛六。不過，當“先驅者11號”考察土衛六時，正趕上一陣強烈的太陽風，嚴重地影響了發回的信息。地麵控製中心隻收到它在35萬公裏處拍下的5張高分辨率的照片。在照片上，土衛六呈現美麗的桔紅色，像熟透了的桔子。“旅行者1號”於1980年11月11日飛臨土衛六。它離雲頂隻有4000公裏，探測取得完滿的成功。就是這次，測得土衛六的直徑為4828公裏，而不是過去認為的5550公裏。

隻有先驅者11號、旅行者1號和2號三個探測器飛臨土星進行過探測土星的活動。1979年9月1日，先驅者11號經過6年半的太空旅程，成為第一個造訪土星的探測器。它在距離土星雲頂20200千米的上空飛越，對土星進行了10天的探測，發回第一批土星照片。先驅者11號不僅發現了兩條新的土星光環和土星的第11顆衛星，而且證實土星的磁場比地球磁場強600倍。9月2日第二次穿過土星環平麵，並利用土星的引力作用拐向土衛六，從而探測了這顆可能孕育有生命的星球。

1980年11月12日，旅行者1號從距離土星12600千米的地方飛過，一共發回1萬餘幅彩色照片。這次探測不僅證實了土衛十、十一、十二的存在，而且又發現了3顆新的土星小衛星。當它距離土衛六不到5000千米的地方飛過時，首次探測分析了這顆土星的最大衛星的大氣，發現土衛六的大氣中既沒有充足的水蒸氣，其表麵也沒有足夠數量的液態水。

1981年8月25日，旅行者2號從距離土星雲頂10100千米的高空飛越，傳回18000多幅土星照片。探測發現，土星表麵寒冷多風，北半球高緯度地帶有強大而穩定的風暴，甚至比木星上的風暴更猛。土星也有一個大紅斑，長8000千米，寬6000千米，可能是由於土星大氣中上升氣流重新落入雲層時引起擾動和旋轉而形成的。土星光環中不時也有閃電穿過，其威力超過地球上閃電的幾萬倍乃至幾十萬倍。它再次證實，土星環有7條。土星環是由直徑為幾厘米到幾米的粒子和礫石組成，內環的粒子較小，外環的粒子較大，因粒子密度不同使光環呈現不同顏色。每一條環可細分成上千條大大小小的小環，即使被認為空無一物的卡西尼縫也存在幾條小環，在高分辨率的照片中，可以見到f環有5條小環相互纏繞在一起。土星環的整體形狀類似一個巨大的密紋唱片，從土星的雲頂一直延伸到32萬千米遠的地方。

旅行者2號發現了土星的13顆新衛星，使土星的衛星增至23顆。它考察了其中的9顆衛星，發現土衛三表麵有一座大的環形山，直徑為400千米，底部向上隆起而呈圓頂狀，還有一條巨大的裂縫，環繞這顆衛星幾乎達3/4周；土衛八的一個半球為暗黑，另一個半球則十分明亮；土衛九的自轉周期隻有9~10小時，與它的公轉周期550天相去甚遠；土衛六的實際直徑為4828千米，而不是原來認為的5800千米，是太陽係行星中的第二大衛星，它有黑暗寒冷的表麵、液氮的海洋、暗紅的天空，偶爾灑下幾點夾雜著碳氫化合物的氮雨等，這是人類了解生命起源和各種化學反應的理想之處。

為了進一步探測土星和揭開土衛六的生命之謎，美國與歐空局聯合研製了價值連城的卡西尼號土星探測器。1997年10月15日這個探測器發射升空，開始為期7年的漫長旅途。它預計2004年飛臨附近空間，開展長達4年的環土星就近探測，並首次實現在土星的最大衛星土衛六上著陸，進行實地考察。卡西尼號直徑約2.7米，總重達6噸，由軌道探測器和著陸器組成。其軌道探測器取名卡西尼號，裝有12種探測儀器；著陸器取名惠更斯號，裝有6台科學儀器。為了加快奔向土星的飛行速度，卡西尼號於1998年4月飛掠金星，獲得第一次加速。隨後它繞太陽公轉一周，於1999年6月再次飛掠金星，獲得第二次加速。同年8月，它在地球附近飛過，獲得第三次加速。

之後，卡西尼號探測器將於2000年12月飛掠木星，得到最後一次加速。它定於2004年7月飛抵目的地與土星會合，進入環繞土星運行的軌道。同年11月，惠更斯號著陸器將脫離卡西尼號探測器飛向土衛六，穿過其雲層，在土衛六上軟著陸，然後將探測到的數據通過環土飛行的卡西尼號軌道器傳回地球。卡西尼號進入環土星軌道後的任務是：環土星飛行74圈，就地考察土星大氣、大氣環流動態，並多次飛臨土星的多顆衛星，其中飛掠土衛六近旁45次，用雷達透過其雲氣層繪製土衛六表麵結構圖，預計可發回近距離探測土星、土星環和土衛家族的圖像50萬幀。惠更斯號將成為第一個在一顆大行星的衛星上著陸的探測器。它將在2.5小時的降落過程中，用所帶儀器分析土衛六的大氣成分，測量風速和探測大氣層內的懸浮粒子，並在著陸後維持工作狀態1小時，揭示土衛六上是否有水冰凍結的海洋和是否存在某種形態的生命。它所收集到的數據和拍攝的圖像通過卡西尼號探測器傳回地球。

卡西尼－惠更斯號已在2004年7月1日到達土星，並且開始使用雷達測量土衛六表麵地形的工作；卡西尼探測器在2004年11月26日飛躍到土衛六上方並且拍摂下很多高分辨率的土衛六表麵圖像，展現了人眼從來沒有見過的明暗斑塊。卡西尼號在2004年12月25日聖誕節釋放出了惠更斯號，惠更斯號在2005年1月14日進入土衛六大氣層進行詳細探測。惠更斯號探測器可在土衛六的大氣中燒毀前將相關數據發回。

惠更斯號探測器在2005年1月14日登陸土衛六。

2007年12月，卡西尼軌道探測器在靠近土衛六的第38次飛行中看到“安大略衛星湖”,但當時還不能確認其為液態。

隨著“安大略衛星湖”的突破性發現,專家認為,土衛六其他地區眾多與“安大略衛星湖”相似的“坑”也可能是湖泊。

2009年12月美國宇航局證實，土衛六“泰坦”地表上存在著**。

“卡西尼號”太空探測器捕捉到由土衛六表麵湖泊所反射的太陽光線。這一發現，證實了土衛六表麵存在**的說法。

科學家們由此認為，土衛六表麵一些地區應該分布著許多大型湖泊狀盆地，就是在這些地區存在**。土衛六是土星最大的衛星，與地球有許多相似之處，也正是這一點引起了科學家們的極大興趣。近20年來，科學家們已經建立了關於土衛六的完整理論。

他們認為，土衛六表麵存在液烴(ngls)海洋或湖泊。土衛六也被認為是太陽係中除地球之外唯一存在**的行星狀天體。雖然“卡西尼號”傳回的數據並不能證明其表麵存在巨大的海洋，但是它卻明顯透露了這樣一訊息，即土衛六兩極附近地區存在大型湖泊。

自從“卡西尼”號探測器在2004年開始環繞土衛六運轉後，科學家們一直在尋找“鏡麵反射”現象。但是，土衛六的北半球一直處在冬季的黑暗之中，而科學家們認為北半球的湖泊比南半球多得多。

一直到2009年8月秋分時節，太陽的光線才逐漸開始直射到土衛六北半球的湖泊之上，此時也正是北半球春天的開始。

現在人類更是在土衛六上設置了觀測基地。

由於它是太陽係唯一一個擁有濃厚大氣層的衛星，因此被高度懷疑有生命體的存在，科學家也推測大氣中的甲烷可能是生命體的基礎。

隨著德科拉斯號突破時間壁壘所產生的時間能量，帶給土衛六的影響，土衛六正在朝著太空中發射著屬於他的呼喚。

本章純描述，慎重理解！