哈爾濱中軟卓越分享：土衛二地下海洋潛在生命

據國外媒體報道，當科學家伽利略第一次使用最早期放大設備觀測天空時，觀測到土星是一顆神秘天體，有諸多謎團亟待揭曉。多年以來，伴隨著太空勘測設備的不斷升級，土星變得更加神秘，它存在土星環，並且土星環之間存在間隙，以及不同體積大小的衛星和其它有趣的屬性，存在帶狀結構，短暫風暴等。近年來，「航行者號」等探測器多次飛越土星，揭曉了土星系統的許多謎團和古怪問題。這是卡西尼探測器拍攝最壯觀的一張土星圖像，拍攝時間是2016年，清晰地呈現土星北極、土星環和土星陰影。

1997年10月15日，美國宇航局「卡西尼」探測器發射升空，開始土星探索之旅。

1997年10月15日，美國宇航局「卡西尼」探測器發射升空，開始土星探索之旅，隨後拍攝到大量土星環和奇特光譜圖像，以及拍攝到土星的衛星。卡西尼探測器還裝配了一個登陸器——「惠更斯」探測器，它降落至土星最大衛星土衛六表面，它裝備放射性同位素髮生器，並擁有獨立攜載的核衰變電源，可持續使用幾十年時間。

2004年，經過7年的太陽系旅行，卡西尼探測器抵達土星軌道，之後立即開始採集數據，並在2008年完成為期4年的主要任務。該探測器發現了土星環、土星風暴和表面漩渦結構，除了發現更多的衛星，還探測到各種各樣的分子，惠更斯探測器甚至在土衛六表面發現液態流動甲烷。以下是卡西尼探測器勘測獲得的6項重大發現：

圖中是土星北極，是2013年拍攝的真實色彩圖像。科學家吃驚地發現，在過去幾年時間裡，北極風暴從藍色緩慢地變成了黃色。

土星擁有一個六邊形風暴，持續肆虐土星北極地區。

1、土星極地六邊形颶風。

雖然土星極地颶風最初是由「航行者號」探測器發現的，但直到卡西尼探測器拍攝發現時，人們才意識到其驚人的事實：土星擁有一個六邊形風暴，持續肆虐土星北極地區。快速旋轉大氣層和流體動力學促使土星極地出現獨特的六邊形風暴，這是第一次在氣態行星上發現這樣的風暴。該風暴直徑達到32000公里以上，出現在緯度78o，並向下延伸大約100公里。

與其它行星大氣層特徵不同，土星極地風暴並不隨時間而出現緯度變化，風暴輪廓周圍存在向東移動的氣流，時速達到360公里，結合低緯度氣流，在計算機模擬圖像中呈現奇特的六邊形。也許最引人注目的是，土星北極渦旋非常像「颶風眼」，卡西尼探測器在下降的過程中探測到該六邊形風暴存在一個缺口。

土星極地風暴直徑大約2000公里，在卡西尼探測器持續觀測的13年時間裡，它一直存在。最引人注目的是，在過去幾年，這個神秘漩渦開始變色。科學家約翰·布萊洛克（John Blalock）指出，2012-2016年觀測時，六邊形風暴可能稍亮一些，但是其內部，特別其中心圓環區域更明亮。這種變亮現象與頂部大氣層增多光化學霧霾相符。

這是為什麼呢？實際上這與太陽自身有關，土星北極傾斜偏離太陽，直到2015年才逐漸接近太陽。2016年，土星極地六邊形顏色出現了變化，就像直接接受陽光照射。在環繞太陽的29年的軌道周期中，卡西尼探測器不可能很快觀測到這種變化，這僅是由於該任務持續了很長時間，我們才發現這一點！

像所有存在大氣層的行星，土星具有其獨特氣候，包括較大和較小的風暴。

2、太陽系迄今最大風暴。

像所有存在大氣層的行星，土星具有其獨特氣候，包括較大和較小的風暴。雖然卡西尼任務能夠發現土星的一些奇特現象，例如：持續較長時間的極地六邊形風暴和南半球「龍風暴」。最壯觀的風暴出現在2011年，土星北半球出現的超級風暴環繞整個行星，持續了大約200多天。近距離拍攝顯示，該風暴在土星表面以時速100公里的速度快速移動。

雖然這一等級風暴每20-30年出現一次，最大、持續時間最長的風暴出現在1876年。今年4月，我們發現這些風暴被土星大氣層低層水蒸汽所抑制，不僅是氫和氦，還有甲烷。潮濕水蒸汽在土星外逸層形成與土星內部相隔離的絕緣層。最終，土星外逸層溫度降低導致其下沉，從而使內部潮濕層和風暴再次出現。預計下一次土星重大風暴將出現在本世紀30年代，它將最終告訴我們土星包含多少水資源。

土星環存在一些小型衛星，以及漣漪和「浮雕」結構。

3、土星環固有的漣漪和「浮雕」結構。

土星在許多方面是令科學家關注的，在我們已知的所有行星中，土星是密度最低的行星，也是唯一具有明顯可見環狀結構的行星。它是由類似冰和灰塵的物質構成，環狀結構並非固體，而是彼此穿越的粒子構成，它暫時粘聚在一起，被潮汐引力撕裂。雪球和微行星合併在一起，僅被土星和它附近行星產生的潮汐引力分離。

這個環狀系統自身厚度僅10-1000米，可能和土星一樣古老。當從側立角度觀察土星環，由於土星環和太陽之間的角度，冰晶中的微小瑕疵在土星環上投入較長的陰影。

土星主環在赤道上空延伸7000-80000公里，大於土星半徑。其99.9%成分是水冰，土星環存在數千個微小的間隙。目前土星環比遠古時期更厚，變化性更強。曾經的岩石物質合併在衛星中，但是這個水環存在時間和太陽系一樣久遠。

雖然土星環具有較高反射性，主要是由水冰物質構成，但在光學和射電範圍的反射率存在較大差異性，後者允許成像比前者更清晰。

在土衛八軌道外側存在一顆衛星——土衛九，它看上去與環繞土星的其它衛星完全不同，土衛九與土星其它衛星的成分並不相同，而且它環繞土星的方向與其它衛星相反。

4、神秘雙色土衛八謎團已揭曉。

土衛八是土星系統中發現的第二顆衛星，它可能是最神秘的衛星。這顆衛星不僅存在一個赤道脊和一個較大的軌道傾角，而且它的一半像冰一樣反射光線，而另一半的80%處於黑暗之中。是什麼原因導致土衛八成為神秘的「雙色衛星」呢？不是它軌道的傾斜度所導致的，事實上它是距離土星最遠的大型衛星，還有另外一顆獨特衛星距離土星更遙遠。

在土衛八軌道外側存在一顆衛星——土衛九，它看上去與環繞土星的其它衛星完全不同，土衛九與土星其它衛星的成分並不相同，而且它環繞土星的方向與其它衛星相反。土衛九是順時針環繞土星運行，這怎麼可能呢？這是因為土衛九可能並非源自土星，而是被柯伊伯帶捕獲的一顆天體。此外，土衛九在太陽系中擁有最大、最奇特的環狀結構。

只有在2004年使用斯皮策紅外太空望遠鏡觀測時，才呈現土衛九環是一種源自土衛九的分散殘骸環，並且顏色非常黑。它的密度也非常驚人：每立方千米大約有7個灰塵大小的顆粒。當然，由於這些碎片與其它所有衛星都是相反方向，土星最外層衛星可能與其碰撞，將衛星的主側面暴露在黑暗碎片中。土衛八的軌道位置很容易與土衛九殘骸環相撞。

由於土衛八與土星保持潮汐引力鎖定，意味著伴隨其穿過軌道，相同的一側始終朝向土星，土衛八前側積聚了這種黑色物質，而後側卻沒有。這些黑色物質在土衛八一側積聚，比淺色材料的溫度更高，這將導致表面冰直接升華。在氣相中，蒸汽擁有大量的動能，雖然不足以逃脫土衛八的引力束縛，但能遷移至光面一側，在那裡保持穩定狀態。從而造成了土衛八具有獨特的雙色結構，卡西尼探測器的光譜分析對於揭曉這一謎團具有重要意義。

水、熱量和有機分子都存在於土衛二表面，使這顆星球成為太陽系最有可能適宜生命的地外星球之一。

5、土衛二地下海洋潛在生命。

卡西尼探測器拍攝圖像顯示，土衛二表面明亮光滑，事實上，它是太陽系內反射率最高的衛星。但是表面光滑會出現裂紋，這些裂紋是冰表面的弱點。土衛二位於土星E環中心右側，它的存在並非巧合，而是由於土星環所形成的。

土衛二表面之下的冰物質被壓縮和加熱，形成了一個液態鹽水亞表面海洋。然後這些水脫離土衛二的引力束縛噴射出來，其中多數水物質形成E環。水、熱量和有機分子都存在於土衛二表面，使這顆星球成為太陽系最有可能適宜生命的地外星球之一。

目前土衛二被證實存在水，而來自土星的潮汐引力提供了必要熱量。根據太陽系其它天體的觀察，土衛二可能也含有生命的原料。以上三種跡象表明，土衛二巨大的地下海洋中可能存在著氨基酸。

土衛二表面的間歇泉可能成為尋找外星生命存在的理想目標，一艘宇宙飛船穿過間歇泉噴射羽流，能夠收集噴射物質樣本，很可能找到人類一直希望存在的有機物質。因為土衛二是我們猜測最有可能潛在地外生命形式的星球，畢竟這顆星球存在孕育生命的所有元素，其重要性不容忽視。

卡西尼探測器拍攝到地球和月球處於土星陰影之中。

6、「重新認識」地球。

當卡西尼探測器在太陽系旅行時，航行者號探測器首次拍攝到著名的「淡藍色圓點」的圖像，這張照片是在土星陰影之下，雖然土星環和大氣層都被照亮，但能清晰看到一顆淡藍色圓點狀星球，這就是我們的地球，在淡藍色圓點右側是月球。

經過20年有探索歷程，卡西尼探測器獲得了許多重大發現，我們認為卡西尼探測器不僅對太陽系土星系統進行了深入勘測，還有助於我們更深入地觀察地球。9月15日，卡西尼探測器將最後一次進入土星大氣層，也將標誌著它將終結探索旅程。卡西尼探測器將見證我們已經走了多遠，以及我們是如何實現的，未來我們的探索之旅還很遙遠，接下來將需要我們的共同努力。

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