上世紀40年代,天文學家發現了圍繞土衛六表麵包裹著一層霧靄,因此無法觀察到其表麵的真實狀況。這表明土衛六有著非常稠密的大氣層,也是其不同於太陽係中其他衛星的。“最初,天文學家通過地麵儀器發現,土衛六可能是唯一有大氣的衛星。”國家天文台研究員李競指出,早在數十年前,天文學家通過地麵觀測,隨後有天文學家推測土衛六大氣中存在著氮氣及甲烷,進而認為土衛六可能會有湖泊或海洋。
“如果我們站在土衛六上,看不到蔚藍的天空,而隻能看到一個粉紅色或者橙色的天空。”李競指出土衛六大氣中大量存在甲烷,這造就了它瑰麗神奇的外貌。
20世紀70年代發射上天的“先驅者”11號、“旅行者”1號和“和藹可親”號飛船,於1979年、1980年和1981年飛掠土星,對土星及土衛家族進行了近距離探測,得到了最初的資料。
此後,便不斷有天文學家根據它們發回的圖像推測,土衛六可能存在液體,甚至可能存在生命的最初痕跡。
海洋——“卡西尼”抓住了新證據
不過,也正是由於土衛六外麵這厚厚的一層橙色大氣,人類一直未能觀察到“提坦”表麵的真實麵目。
1997年,美國宇航局發射的“卡西尼”號土星探測器發射升空。2004年,卡西尼順利抵達土星,開始了為期至少4年的探索。隨後,土星的信息不斷地被送回地球。2006年7月22日,“卡西尼”號掠過土衛六時,傳回了首批關於土衛六的雷達圖像。
科學家們終於得以觀察土衛六表麵的湖光山色。
圖像顯示,土衛六北半球高緯度地區存在大量湖泊,總數超過75個。其大小從方圓2平方於米到64平方千米不等。此外,科學家還從卡西尼探測器去年10月25日發回的圖像中發現,土衛六的赤道以南有一座長約150千米的山脈,山脈頂端看似白雪皚皚。不過,那山上積聚的或許並非水凝結的冰雪,而是甲烷雪或者其他有機物。
不過,更大的水域很快就進入了天文學家的視野。本月13日,美國宇航局卡西尼項目小組宣布,他們在傳回的圖像中發現了海洋。這些海洋位於土衛六北極附近,呈深黑色,其中最大的一片麵積超過10萬平方千米,向南一直延伸到土衛六北緯55°左右。研究者推算其總麵積超過五大湖的總麵積,與裏海相當。科學家們表示,目前雷達探測到的還隻是這些深黑色區域的一部分,因此現在所能探測到的還隻是土衛六上“海洋”的最小麵積。而且,依據現有資料,科學家們還無法確認土衛六海洋中流動的是不是液態水,但科學家認為無論是卡西尼號雷達照片顯示的形狀,還是明暗程度都說明,土衛六上存在著由流動液體彙成的海洋。
負責處理“卡西尼”號探測器傳回的圖像的美國亞利桑那大學天文學家喬納森魯尼表示:“我們一直懷疑土衛六表麵有海洋,現在多種儀器為我們證實了這一切——我們的任務原來就是要在提坦上發現海洋或者湖泊。迄今為止我們先是發現了湖泊,現在又發現了海洋。”不過,中國天文學家指出,就此認定土衛六上有流動的海洋還為時過早。“土衛六離我們很遠,探測器隻是拍到了一些照片。但由於土衛六表麵覆蓋著濃密大氣,透過大氣看到的土衛六表麵並不清晰。”北京天文學會秘書長、北京天文館副研究員景海榮表示,目前還無法得出確切的答案。李競也表示“卡西尼”每次經過土衛六都會從不同角度進行拍攝,已經獲得了幾十萬幅圖像,這些圖像為我們詳細描繪了土衛六表麵的情況,但現在離形成確定的認識還有一定距離。
生命——液體循環孕育希望
在喬納森魯尼等科學家看來,關鍵問題在於土衛六不光是已知的唯一有大氣層的衛星,還可能是第一個發現有活躍、流動的液態循環的地外天體。當然,構成這種流動循環的並非地球上常見的水。土衛六大氣層主要由氮構成,科學家一直認為在土衛六上存在著由碳氫化合物構成的液體海洋。
如今,“卡西尼”號終於發現了海洋的證據。
李競指出,由於距太陽過於遙遠,土衛六的表麵溫度低達一180更準確的說法是一150一SOOT之間。“由於溫度低,所以在土衛六上流動的不可能是水,而是某種冰點非常低的液體。”景海榮稱,天文學界普遍認為這種液體是甲烷或乙院——在極低溫環境中,原本以氣體存在的甲烷被液化了。
李競認為這些甲烷在土衛六地殼之下:甲烷在土衛六地殼深處溫暖的水或有機物質中醞釀生成,並儲存在冰沉積物中。其中一些甲烷溢散到大氣層,隨後以雨的形式降落回地麵。隨後,甲烷河流再彙聚成湖泊或海洋。與此同時,太陽紫外線和其他輻射則把另一些甲烷分子轉變為更為複雜的有機合成物。