土衛六影像揭密,竟與地球極度相似

2005年,惠更斯號(Huygens)探測器穿過層層迷霧,登陸土衛六泰坦(Titan)

發現那裡不但湖泊羅布,也有風吹雨淋,是個充滿驚奇的外星世界!

幾秒鐘後,它終於穩穩地落腳在土星最大衛星──土衛六──潮濕的氾濫平原上。

卡西尼號(Cassini)太空船所拍攝的合成影像,揭露了深埋在霧霾下方的土衛六地表樣貌

12年前,一艘小小的太空船乘著降落傘,穿過濃厚的霧霾,登陸外星地表。它在冰凍的地表上砸出了一個小坑,接著又彈了起來,滑行了一段距離,最後才搖搖晃晃地降落。

2005年1月14日,歐洲太空總署(European Space Agency)的惠更斯號無人探測器,首度登陸這顆煙霧瀰漫的橘色星球,傳回土衛六地表的清晰影像。惠更斯號在短短的一小時內拚命收集各項觀測數據,因為在這之後,電池就會耗盡,它的母船卡西尼號也即將消失在地平線上。

從卡西尼號太空船的角度看過去,土衛六就像是掛在土星環上閃閃發亮的珍珠

在降落和著陸後的短暫時間內,惠更斯號所收集到的觀測資料,就足以讓科學家一窺土衛六的真實面貌,發現這個星球竟與地球如此相似。

從這張美國航太總署(NASA)卡西尼號太空船所拍攝的全彩影像中,可以看到土星最大的衛星——土衛六,正經過土星和土星環的前方

土衛六與太陽的距離將近14.5億公里,因此溫度很低,冰層堅如磐石。像甲烷和乙烷這樣在地球上以氣態存在的有機化合物,在這麼低的溫度下,也成了液體,匯聚流入廣闊的湖泊和海洋。

不過,在直徑5150公里的土衛六上,有山、有雨、有風、有浪,比起那些布滿隕石坑的死寂衛星,土衛六更像是顆行星。土衛六不但在地表上有油膩膩的碳氫化合物海洋,地底下更有液態水組成的海洋,因此成了尋找地外生命的絕佳目標。

「土衛六有兩種不同的海洋,」美國約翰霍普金斯大學的行星科學家莎拉.赫斯特(Sarah Hörst)表示,「理論上來說,那裡可能有我們熟知的生命形式,也有我們還無法理解的生命。」

穿越迷霧

美國太空總署的卡西尼號太空船帶著惠更斯號探測器一起進入土星系統,在進入土星軌道後不久,就與登陸器分離。

土衛六的濃厚大氣,讓我們始終無法看清它的地表樣貌

卡西尼號的任務是探索土星和土星的眾多衛星,但這艘以荷蘭天文學家克里斯蒂安.惠更斯(Christiaan Huygens)命名的小小探測器──惠更斯號,它的目標只有一個,那就是地表被濃密大氣籠罩的土衛六。

惠更斯號與卡西尼號分離後,經歷了20天的飛行,才抵達土衛六。接著花了超過兩小時的時間,穿越土衛六的大氣層,著陸在寒冷的平原上,在近零下180度的低溫下收集數據。

「惠更斯號直接觀察到了土衛六的狀況。在這之前,我們對土衛六的所有認識,都來自於間接的推測。」美國亞利桑那大學(University of Arizona)的拉爾夫.勞倫茲(Ralph Lorenz)表示,「惠更斯號讓我們看到土衛六地表的特寫鏡頭。」

從土衛六上方9.7公里處所拍攝到的地表樣貌。這張影像是由惠更斯號探測器所拍攝到的多張照片所組合而成

惠更斯號傳回的數據顯示,土衛六上有高原、峽谷和液體侵蝕而成的溝渠,在氮氣構成的大氣裡,還有狂風呼嘯而過。科學家由地表觀測結果推測,惠更斯號探測器的降落地點不是乾燥的沙漠,而是被某種液體浸潤的沙土。

科學家能夠利用惠更斯號的大氣測量數據,重建土衛六遠古大氣層的成分(很可能由氨氣和甲烷混合而成),以及研究有機分子在以氮氣為主的大氣中,如何發生反應。在地球演化出生命、大氣變得富含氧氣之前,情況和這極為類似。

這張彩色影像是由卡西尼號太空船所拍攝到的多張照片組合而成,可以看到在土衛六北半球的陸地上,遍布著由碳氫化合物所形成的湖泊和海洋

「土衛六是除了地球以外,唯一一個大氣也是以氮氣為主的星球,」赫斯特說,「我們推測,許多在土衛六大氣層中發生的化學反應,在早期地球還沒有氧氣時也都存在。」

另一個月亮

惠更斯號任務是人類首度、也是迄今唯一一次向月球以外的衛星發射探測器。

美國太空總署曾將一項名為「土衛六海洋探索者」(Titan Mare Explorer)」的計畫列入未來行星際探測的首選名單,當時這個計畫預定要將一艘太空船送到土衛六,探測北半球一片極為廣闊的海洋──麗姬亞海(Ligeia Mare)。土衛六地表的海洋是流動的碳氫化合物,那裡所孕育的生命形式,可能與地球生命有著截然不同的化學組成。

赫斯特表示:「這對生命的多樣性來說是個測試──我們是否能找到和地球生命使用不同液體的生命形式呢?」

在卡西尼號拍攝的系列影像中,可以看到土衛三這顆較小的衛星從土衛六後方溜過

而且,我們很快就會失去派駐土星系統的使者:卡西尼號太空船即將在今年下半年戲劇性地衝入土星,為整個任務畫下句點。不過,就算這些太空船不再運作,科學家仍然能從卡西尼號和惠更斯號所收集到的資料,找到研究太陽系的線索,幫助發展未來的探測計畫。

我們發現,土衛六是個既陌生又熟悉的外星世界。季節性降雨讓平原的顏色變得深邃,表面含有大量的有機分子,兩極地區還有寒冷的渦旋(由氰化氫雲氣組成)。

卡西尼號能看透土衛六上方的迷霧,測繪表面的碳氫化合物湖泊及冰丘

「土衛六的魅力就是熟悉與陌生交融,」勞倫茲說道,「超低溫、冰層、有機物和液態甲烷,卻產生了我們所熟悉的降水、河流、沙丘與海洋。」

簡單來說,科學家亟欲對土衛六有多一些的了解。不只是因為探索外星地貌帶來的新奇感,更因為這個星球讓我們能更認識自己的家園──地球。

「土衛六非常活躍,還有很多和地球類似的地質作用,想要對行星活動有根本的理解,這裡就是個最好的實驗室,」赫斯特這麼表示。