太陽系怪異包括鑽石雨和冰火山

最近的發現有助於表明我們的太陽係是一個奇怪的地方。其中一些涉及衛星,但行星也會帶來驚喜。

2013 年 12 月底,有消息指出 NASA 有關於新型機器人太空飛行器的想法。它被稱為“超級球機器人”,大致呈球形,由互鎖的桿和電纜製成,使其在降落到另一個世界時能夠壓縮和彈跳,然後恢復形狀並滾動探索。可以將數十個機器人折疊並打包在一起執行一項任務。

            這似乎是一個奇怪的概念,但最近的發現正在幫助表明我們的太陽係是一個奇怪的地方。

            其中一些發現涉及衛星,但行星也帶來了驚喜。水星是距離太陽最近的行星,儘管重力相對較弱,但白天的溫度卻飆升至 450°C 左右,但其大氣層卻很稀薄。這可能是由太陽風中的粒子形成的,由於漩渦狀的磁性“龍捲風”,太陽風粒子到達表面,在整個磁場中形成窗口,否則會使它們偏轉。儘管天氣炎熱,2012 年,美國太空總署的信使衛星仍進行了與水星上的冰(在遮擋陽光的極地隕石坑中)一致的觀測結果。

            兩位科學家認為鑽石是在土星和木星的大氣層中形成的。他們的想像是,閃電將甲烷分子分開,形成氫和碳,後者聚集在一起,形成煙灰顆粒,落下並承受越來越大的壓力,最終形成鑽石。這些反過來又變得非常熱,以至於液化,並變成鑽石雨。 《自然》雜誌引述研究人員之一、威斯康辛大學麥迪遜分校的凱文·貝恩斯的話說,“如果你有一個機器人,它會坐在那裡收集雨點般落下的鑽石”,同時也指出有些人對這個故事持懷疑態度。

            儘管人們都知道火星上有死火山,但在 1979 年,航海家號太空船在木星的衛星木衛一上發現了火山活動,這讓人大吃一驚。硫磺和二氧化硫羽流上升達 500 公里,熔岩流長超過 500 公里,天文學家最近目睹了地球上有記錄的歷史上最大規模的噴發,木衛一是太陽系中地質最活躍的天體。這是強大潮汐力的結果,因為它繞著巨大的木星運行並受到其他衛星的牽引。

            雖然木衛一是一個岩石世界,有熔岩,就像地球上一樣,但其他地方卻有冷火山,被稱為冰火山。其中第一個同樣是由航海家號太空船發現的,彷彿經過了距離太陽最遠的行星海王星。觀測海王星 13 顆衛星中最大的海衛一, 航行者2號 發現那裡有間歇泉,將冰物質噴泉向上噴射超過 5 公里。這些被認為是由於季節性溫度變化造成的,儘管考慮到地表溫度約為 -235°C,說太陽確實加熱了似乎有些牽強:冷得足以讓氮在地表形成霜。

在土星衛星土衛二的南極,有一個冰火山區域,溫度達到相對溫暖的 -116°C。它被稱為“老虎條紋”,由四個幾乎平行的山脊組成,長 130 公里,並被中央裂縫分開。 2005 年,觀察員 卡西尼號 太空船包括一團冰冷物質,在這些條紋上方延伸 500 公里。進一步的研究表明,這主要是水蒸氣和冰晶,以及其他化學物質,包括氨和二氧化碳。當土衛二位於距離土星最遠的軌道時,羽流最亮,可能是因為土星的影響稍微減弱,裂縫變得更寬。

觀測結果表明,土衛二的冰殼下面可能存在一個水海洋。卡西尼號太空船飛行操作總監和成像團隊負責人卡羅琳·波科 (Carolyn Porco) 在 2007 年的 TED 演講中表示,「我們可能擁有液態水、有機材料和多餘的熱量。換句話說,我們可能偶然發現了現代行星探索的聖杯,或者換句話說,我們可能偶然發現了一個可能適合生物體生存的環境。

            上個月有消息稱,另一顆衛星——歐羅巴,可能同樣擁有存在外星生命的地下海洋,它繞著木星運行。自 1995 年以來,木衛二一直被認為是太陽系中最有趣的天體之一,當時 伽利略 軌道飛行器得出了這樣的理論:它的冰層下方有一個水海洋,內部岩石內部上方有一個水海洋。

            木衛二上佈滿了縱橫交錯的傷痕,最近的研究支持了這樣的觀點,即這些傷痕是由板塊構造引起的——新物質沿著冰板拉開的某些線形成,而板塊材料被推到地表以下的其他邊界則形成新的物質。 「這種混合對於生命的建立似乎非常重要,」行星科學家艾莉莎·羅登(Alyssa Rhoden)評論道,她是美國宇航局博士後研究員,她與人共同創立了“歐羅巴目的地”,以推動新的月球任務計劃。

            美國太空總署哈伯太空望遠鏡上個月報導的發現進一步推動了這些計畫。在木衛二上空發現了水蒸氣,這提供了第一個強有力的證據,證明在木衛二上有冰火山噴發水羽。這些可能是透過線性裂縫排出的,就像土衛二虎紋的羽流一樣。

            與土衛二一樣,這些噴流只有在木衛二距離木星最遠時才能看到,也許是在木星引力影響減弱時噴口打開的時候。美國宇航局行星科學主管詹姆斯·格林博士告訴英國廣播公司新聞:“水的存在使科學家們推測我們今天所知的木衛二蘊藏著生命。”

            然而,儘管這些觀察結果讓科學家們興奮不已,但預算限制卻阻礙了「歐洲目的地」團隊所倡導的計畫。相反,下一個包括木衛二在內的任務將是歐洲太空總署計劃的木星冰月探測器(JUICE)。這將評估三個衛星支持生命的潛力,儘管只會靠近木衛二的赤道,而不是觀察到羽流活動的南極。

            即使 JUICE 一切按計劃進行,我們也需要耐心了解它是否檢測到木衛二內可能存在水生外星人的跡象,因為它要到 2022 年才會發射,並將在 2030 年代飛越衛星。

為《南華早報》撰寫。

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