泰坦最终会回答,“我们是孤独的吗?”

我们最近研究了木星的卫星欧罗巴怎样以及为什么能够回答长期存在的问题:我们是孤独的吗? 虽然这个冰冷的小世界有充分的理由相信我们为什么可以——也应该——在它的水深渊中找到生命,但事实证明,我们的太阳系是无数我们可能找到生命的地方的家园。 就像航海者号任务给我们的 第一个提示 在欧罗巴冰冷的外壳下旋转的内部海洋,它只适合 航海者一号 还为我们提供了土星最大卫星泰坦上生命潜力的初步暗示。

“泰坦之所以令人着迷,是因为它离地球如此之远、如此寒冷,并且由表面上如此不同的材料组成,以至于它应该是不可能理解的,”布里格姆地质科学系教授 Jani Radebaugh 博士说年轻的大学,其研究重点是泰坦。 “但我们发现那里有大量类似地球的景观——河流、湖泊、山脉、风吹过的沙漠,还有我最喜欢的——撒哈拉沙漠中的巨大沙丘。”

尽管航海者一号的相机无法穿透土卫六厚厚的大气层,但它成功地收集了土卫六表面温度和气压的数据,一些科学家此前推测,由于月球极冷的温度和丰富的甲烷,土卫六可能含有液态碳氢化合物湖。 虽然这种众所周知的碳和氢成分在地球上以气态形式存在,但甲烷也可以在极冷的温度下以液态形式存在,就像泰坦一样。 航海家号还证实土卫六含有微量的乙烷、丙烷、乙炔和其他有机分子,其大气主要由氮组成。 有机分子被认为是生命的简单组成部分,这就是为什么土卫六对天体生物学领域和在地球以外寻找生命如此吸引人的原因。

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虽然美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船为我们提供了 红外图像 直到欧洲航天局 (ESA) 的惠更斯探测器才发现土卫六的表面,它揭示了碳氢化合物海洋和移动的沙丘 降落在地表 2005 年 1 月的泰坦,我们得到了我们的第一个close 这颗神秘的月亮表面的景色。 正是通过这些图像,我们证实了近期地表液体活动的证据,因为图像中有大量圆形鹅卵石。

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卡西尼号于 2015 年 11 月拍摄的土卫六红外合成图像。(图片来源:NASA/JPL/亚利桑那大学/爱达荷大学)
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最初由惠更斯探测器在 2005 年 1 月着陆后拍摄的土卫六表面彩色图像。看到的小球(可能)由水冰制成,大小范围为 10-15 厘米(4-6 英寸)。 (来源:ESA/NASA/JPL/亚利桑那大学;由 Andrey Pivovarov 处理)

“至少,我们认为生命需要:(1) 能量、(2) 水和 (3) 碳,”爱达荷大学物理系教授 Jason Barnes 博士说。 “太阳能和地热能遍布整个太阳系,因此能源部分并不少见。 我们曾经认为水是稀有的,但现在我们认识到太阳系外的几个海洋世界有着浩瀚的海洋。 然而,碳似乎非常稀有——至少在可用的形式中(即不是二氧化碳)。 泰坦的碳化学复杂性仅次于地球,我们甚至不知道它的程度!”

美国宇航局的卡西尼号和欧空局的惠更斯号探测器都为科学家们提供了有关泰坦的宝库,可以在未来几年内倾泻而出,但这是美国宇航局即将到来的 蜻蜓任务 这有望成为在土星最大的卫星上寻找生命的真正游戏规则改变者。 这种双四轴飞行器的目标将是在其为期两年的任务中真正“跳跃”到泰坦上的各个位置,在其寒冷的表面上寻找生物特征,该任务计划于 2027 年发射并于 2034 年抵达泰坦。

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艺术家对美国宇航局蜻蜓探索泰坦表面的演绎。 (来源:美国国家航空航天局)

巴恩斯博士也是 Dragonfly 的副首席研究员,他说他对这项任务感到无比兴奋。

“这将是一生的冒险,”他说。 “蜻蜓对我们了解土卫六宜居性的最大贡献将来自我们对化学的测量。 卡西尼对土卫六化学的测量以 100 的分子量结束——不是因为土卫六的分子在此结束,而是因为我们仪器的质量范围在此结束。 那也是在大气层中的高处,而不是在表面上。 因此,蜻蜓将降落在地表并摄取(1)有机沉积物和(2)水冰。 我们希望一起了解泰坦上的有机化学进展到什么程度,以及它是否已经进展到前生物化学或生命本身的程度。”

惠更斯号探测器冻结在泰坦表面,其电池仅持续了 90 分钟,而卡西尼号在 2017 年各自任务结束时故意在土星大气层中燃烧,现在我们等待蜻蜓号升空进入历史。 但是,当我们等待时,我们想知道。

我们想知道我们可能会在土卫六上发现什么样的生命,无论是在它的表面还是在它的液态甲烷湖的深处。

“因为土卫六含有生命所需的所有正确分子成分,再加上太阳或内部热能以及火山或撞击坑的液态水的存在,它可能只是生命形成的理想场所,”拉德博博士解释说。 “由于我们还没有在地球之外看到这一点,所以很难确切地知道生命需要什么才能成功,但如果我们从这些基本要求前提开始,然后去看看,我们会学到很多关于生存能力的知识太阳系和整个宇宙中的生命。”

有了这个,我们想知道泰坦是否最终会回答:“我们是孤独的吗?”

与往常一样,继续做科学并继续寻找!

特色图片:卡西尼号于 2012 年 1 月拍摄的土卫六自然彩色图像。(图片来源:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)