外星惊现海洋?科学家根据照片判断

著名物理学家史蒂芬·霍金曾表示,未来是否能实现太空移民,将直接关乎人类的长久生存大计。

难道地球未来真的会不适宜人类生存吗?这并不是危言耸听,不只是霍金如此认为,许多科学家同样判断:人类的发展和需求是无限的,地球的所有资源却是有限的,在无尽能源尚未研究成功之前,毫不夸张地说,进行太空移民的确是保证人类生存的唯一途径。

目前,科学界已经拍到了外星海洋的照片,有水资源意味着有生命存在的可能,这颗星球会成为人类未来的移居地吗?

2011年,霍金在加拿大滑铁卢做演讲指出太空移民对人类的重要性

如何判断一颗星球是否宜居?

自从人类有了足够的能力可以探索地球外的太空以来,无数科学家都在为寻找适合人类移居的星球而不懈努力着。科学观测证明,并不是所有星球都适合人类生存,相反,大部分地外星球甚至找不到生命存在的痕迹,更不用说可以满足人类生存了。

太阳系与银河系大小对比

宇宙浩瀚无垠,整个太阳系在宇宙面前也只是沧海一粟甚至更小,因此,想要找到适合人类移居的星球,必须经过科学的探索过程。我们目前探索地外宜居星球,主要集中在行星层面,遵循着从广入微的路径。

【1】光学观测,进行初筛

成千上万亿个星系组成了无限大的宇宙,每个星系又由几百亿颗星球组成,据科学家的保守估计,仅就可见宇宙而言,大约有1万亿亿颗(1后面加20个0)星球共存。

浩瀚星图

在如此多的星球里,想要探索每一颗星球是不可能的,姑且不论技术层面的难度,研究所有的星球根本就是在浪费人类宝贵的资源。因此,在真正确定要研究一颗星球之前,科学界会对其进行光学观测,判断这颗星球的质量、体积等外在数据是否与地球接近。

人类最先进的詹姆斯·韦布望远镜拍到的全彩深空照片

可别小看这一步,对人类而言,光是这第一步,就已经难如登天了。由于人类太空望远镜的技术水平有限,在相当长的一段时间内,我们根本无法直接看到环绕太阳系外行星的真实面貌。后来,随着技术的进步,科学家才逐步找到了一些类地行星,使得探索人类宜居星球真正步入正轨。

【2】在行星外层进行考察,确认类地行星

仅在光学探测层面,获得的数据与地球接近还不能够称之为“类地行星”,要想确定一颗行星是否真正“类地”,必须要经历人造卫星绕飞行星,进行进一步观测的过程。

人造卫星

人造卫星在环绕行星飞行的过程中,会进行一系列观测工作,尽可能收集这颗行星的地表地质、三维测绘等数据,为后面的探测器登录做好必要的准备。

比如,人类通过观测认为,一颗行星的地表岩石过多,就必须为探测器做好防撞击准备,如果判断这颗星球存在类似海洋的液体,就得设计制造能在水面上降落的登陆器。

美国毅力号火星探测器降落模拟图

【3】探测器、人类实地登录考察

正所谓眼见为实,再精确的数据也有出错的可能,为了验证人造卫星等机器所获得的数据真实性,我们会先发射无人探测器开展行星登录活动,把相关样本取回地球检验,最后甚至会脱离机器,进行人类实地登录考察。根据人类的科学标准,我们的最终目的,是在类地行星上发现水资源。

太阳系

虽然科学家发现了很多太阳系外的类地行星,但他们都只是局限于光学观测层面,以人类的技术水平,截至目前,我们真正探测的行星只有8个,分别是火星、金星、水星、木星、土星,天王星、海王星、冥王星(太阳系外)。

在其中一些行星上,我们已经进行了无人探测器登录工作,并计划展开下一步载人飞船登录计划。比如,在经过一系列探测工作后,不久的将来,一些国家就将正式开展登录火星任务,并期待最终实现火星移民。

美国宇宙探索技术公司(SpaceX)总裁兼创始人埃隆·马斯克提出的火星移民计划

但出乎意料的是,我们拍到的“外星海洋”照片,并不是出自这些行星里的任何一颗。

外星海洋照片

除了探索行星,人类也进行了一些卫星、小行星的探测工作,人类目前唯一拍到的外星海洋照片,就来自于土星的一颗卫星,科学家把这颗星球命名为“Titan”(泰坦星),简称“土卫六”。

土卫六

作为气态巨行星,土星总共拥有82颗卫星,土卫六是土星所有卫星中体积最大的那一个,也是太阳系第二大的卫星。

虽然只是一颗卫星,但土卫六却拥有着众多行星也没有的结构——浓厚的大气层。要知道,浓厚的大气层可以隔绝外太空的宇宙射线等不利于生命形成的物质,并保持星球内部环境稳定,这意味着土卫六很可能具备生命诞生的条件。

土卫六表面的“湖泊”

水是生命之源,自从人类有能力探索外太空以来,我们都把是否存在水资源作为判断这颗星球能否支持生命存在的重要依据。据照片显示,土卫六表面存在有干涸的河床,里面存在很多光滑的岩石,这些岩石就像地球上的鹅卵石,表面异常光滑,这就意味着它们经过液体的打磨。刚开始,科学界以为他们拍到了外星海洋存在的证据,这些岩石也许是经过了水的打磨才成了现在的这副样子。

土卫六河床图片——由欧洲航天局的惠更斯号探测器在成功降落到土卫六时拍摄,发布时间: 2005年1月15日

可事实并非如此,其实这些岩石不是真正的石头,而是由冰组成的碎块,在地表流动的液体也不是由水组成的真正海洋,而是液态甲烷。这是因为土卫六的温度是零下180度,地表的水被冻的像岩石一样坚固,空气中的甲烷也因为温度过低而成了液体,久而久之,就造就了这样子一番景象。

土卫六日后可变为宜居星球

虽然土卫六地表的海洋是液态甲烷,但这不意味着其地底不存在液态水。不只是水资源,除了温度,土卫六其实具备了生命诞生和存在的一切条件。

来自卡西尼号宇宙飞船的数据显示:土卫六像地球一样拥有“海平面”

其实不只是地表的岩石是由冰组成,由于距离太阳较远,常年温度过低,导致土卫六的地壳也是由水冻结而成的冰。冰壳虽然寒冷无比,但坚硬到可以作为地壳后,也具有一定的保暖作用。

根据科学家对土卫六的多次重力测量后推测,在土卫六坚硬的冰壳层之下,极有可能存在一个由液态水构成的海洋。根据估计,土卫六上的海水总量大约为70000立方千米,是地球上已知石油储量的55倍。

土卫六海洋假想图

这还只是目前推测的海水总量,如果日后随着太阳不断老化,体积变大后的太阳会使得整个太阳系升温,届时土卫六的冰壳极有可能融化殆尽,真正成为一颗海的星球。

其他生命诞生的必备条件

土卫六的大气层不仅像地球一样浓厚、稳定,而且主要成分与地球也有九分相像,因此土卫六有一个类似于地球的液体循环(这里的液体主要是甲烷):从云层降下的液体,在土卫六表面聚集,形成大量湖泊和海洋,这些水再蒸发回空中(类似于地球的水循环)。日后随着太阳温度升高,甲烷气化,冰壳融化,土卫六就将拥有真正意义上的水循环,一切物质可以借助水而循环。

土卫六“水循环”示意图

月球是地球的卫星,土卫六是土星的卫星,二者都始终围绕着行星显示相同的面孔。土卫六的自传和围绕土星公转,再加上土星围绕太阳公转,使得土卫六拥有了像地球一样的日夜和季节变化。

土卫六和土星

除了宏观造物系统,科学家还发现土卫六拥有各种有机化学物质,比如碳、氢、氧等,这些都是在地球上形成有机生命体的必备物质,这意味着土卫六同样有拥有孕育生命的化学条件。

太空移民着眼未来

许多人觉得进行太空移民是在痴心妄想,是根本不可能发生的事情,诚然,虽然人类目前的科技水平无法实现这一宏远目标,但进行太空移民的需求是真实存在的。姑且不论科学界探讨的地球资源有限的问题,哪怕无尽能源研发成功,人类也不得不进行移民。

人类在外星定居假想图

正是因为有了太阳,太阳系的其它存在才能得以被延续,试想如果没有了太阳或者太阳变得不再正常,届时地球上还能够继续适宜人类生存吗?答案是否定的。

科学界推演得出,大约在75.9亿年以后,太阳会不断老化膨胀成一颗红巨星,届时将在极短的500万年内吞噬太阳系内部。那个时候的世界,地球肯定是不复存在了,但如果人类能成功移民至距离太阳较远的星球,比如土卫六,将能为人类争取一丝喘息机会,如果我们能成功实现星系之间的旅行,灾太阳系彻底毁灭之前逃往系外其他星球,人类就不会面临灭绝的厄运。

太阳吞噬地球假想图

结语

正是因为拥有着巨大的生命和移居潜力,自从发现土卫六以来,科学界就从未停止过对它的探索研究。

据美国宇航局(NASA)发布的最新信息,他们已经研制出了最新一代的“蜻蜓探测器”用于土卫六探测工作,计划将于2026年发射,并于2034年到达土卫六,届时其将开启新一期历时2.7年的全新探索之旅。

科学永无止境,科学家现在对土卫六等星球的探索,为的是更为宏远的太空移民,实现人类存续的目标,期望那一天能尽早到来。

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