第六章

土卫六之谜
人们梦寐以求在外星球上发现生命。它最少可以为将来的人类开拓地球之外的第二家园。土卫六就带给人这样的希望，因此人类对土卫六多加注意和研究，就是可以理解的了。可是人类要实现自己的梦想，还有多少路要走呢？在这条路上还有多少问题要解决呢？土卫六土卫六（Titan，''泰坦星''）是环绕土星运行的一颗卫星。它是土星卫星中最大的一个。在1655年3月25日被荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯发现，它也是在太阳系内继木星伽利略卫星发现后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星，因此被视为一个时光机器，有助我们了解地球最初期的情况，揭开地球生物如何诞生之谜。土卫六是土星最大的卫星，也是太阳系第二大卫星，大于行星水星的体积（虽然质量没有水星大）， 在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。但最近的观测也显示其浓密的大气可能使人们过高估计了它的直径， 如同许多其他的卫星一样，土卫六比小行星134340（原冥王星）的质量和体积都要大。土卫六平均半径2575千米，质量1345×1023千克，平均密度1880×103千克/米3。土卫六环绕土星公转轨道半长径为1221850千米，偏心率00292，轨道平面与土星赤道面的交角为033°，公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同，这一点与月球类似。土卫六有浓密的大气，主要成分是氮，表面大气压力15×105帕斯卡，表面温度-178℃。从惠更斯发现土卫六以来，至今已有300多年的历史，土卫六仍是一个待解之谜。要想对土卫六有更深刻的认识，还需要人类不断地进行探索。天文学家们为什么特别看重土卫六呢？因为土卫六“天资”出众，所以受到天文学家们的青睐和器重。土卫六与众不同的“天资”表现在如下方面：首先，土卫六的直径为4828公里，在卫星世界中居第二位，比冥王星大许多，跟水星的个头儿差不多。它的质量是月球质量的18倍，平均密度为每立方厘米19克，约为地球密度的1／3，引力则为地球的14％。土卫六与土星的平均距离为122万公里，沿着近乎正圆形的轨道绕土星运动。它像月球一样，总以同一面向着自己的行星——土星。也就是说，如果在土星上看土卫六的话，永远只能看到土卫六的同一个半面。它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想，土卫六这么大的天体，沿着大约122万公里的半径，居然运动在近乎正圆的轨道上，这真是有点难以想象的事。如果让我们专门画这样一个圆，恐怕也是不容易办到的。足见天体演化中的自然奇观。第二，1944年，美籍荷兰天文学家柯伊伯对土卫六进行了系统地分光观测研究，发现土卫六上有甲烷气体，从而确认土卫六上有浓密的大气层。一直到现在，土卫六仍是太阳系内已知的60多颗卫星中有大气的唯一卫星，这怎能不受到天文学家们的特别偏爱呢？第三，根据土卫六的运动特征、物理状况和化学成分，天文学家们判定土卫六是和土星一起演化形成的，属于稳定卫星，不可能是土星后来捕获的小天体。一些天文学家曾一度将土卫六的质量、体积、表面重力、表面温度、大气成分、水和冰的含量、自转和公转等天体特征和天体环境与地球进行比较，目的是想从中获取有关早期生命物质演化的蛛丝马迹。土卫六被认为是人类迄今为止发现的地球外最可能存在生命的卫星。土卫六是太阳系中唯一有大气层的卫星。在距土卫六表面约19公里处，“惠更斯”拍到了厚厚的一层云雾。科学家指出，这层云雾的主要组成物质极有可能是甲烷。在着陆之后，“惠更斯”还发现，土卫六表面物质正在不断蒸发，并产生更多的甲烷。据推测，早期地球上也存在大量类似甲烷的碳氢化合物。当科学家们闻到这股和早期地球相似的气体之后，欣喜若狂。参与此次计划的安德鲁·鲍尔博士兴奋得像一个孩子喊道：“天哪！这简直太不可思议了。在对传回的那些照片和数据进行分析之后，迷雾般的橙色星球由95％的氮气组成，剩下的气体则是甲烷和其他碳氢化合物。这些大气真的和早期的地球十分相似。这意味着我们真的美梦成真了。”同时，土卫六大气中还有一氧化碳和二氧化碳的痕迹，所有这些都使科学家联想到45亿年前的地球。有天文学家称，土卫六才是太阳系内找到地外生命的最佳地点。但是它的更多秘密还需要科学家们进一步去揭开。
天卫五之谜
天王星卫星五被发现的时间并不长，却有幸被人类的目光光顾。人们对天卫五的地形表象有多么惊奇，以至连科学术语都无法解释。相信随着人类的目光投向更多的星球，这样的情形将不会只出现一次。天卫五天卫五是天王星已知卫星中距其第十一近，也是天王星的大卫星中靠天王星最近的一颗。它是由Kuiper于1948年发现。它的公转轨道 距天王星129，850 千米它的卫星直径： 472 千米。“旅行者2号”为了继续飞向海王星，不得不飞近天王星以获得推动力。由于整个飞行的方向几乎与黄道面成90度角，所以只与天卫五十分接近。在“旅行者2号”飞近之前，由于天卫五不是海王星的最大卫星，也没有什么特别之处，因此也不可能被选为主要研究对象，所以当时对于这颗卫星几乎是一无所知的。然而“旅行者2号”却证明了这是一颗非常有趣的卫星。天卫五是由冰与岩石各半混合而成。天卫五的表面是由众多的环形山地形和奇异的凹线、山谷和悬崖组成。起先，“旅行者2号”带来的天卫五图片上的情景使人们困惑不解。每个人过去都认为天王星的卫星的地质内部活动的历史极短。对那些进行现场直播的工作人员来说，如何去讲解这个至今仍无法解释的古怪地形是一项很大的困难。他们常用的那些深奥难懂的行话也已经无济于事了，他们不得不用一些诸如“^或v的钜齿图”、“跑道”、和“多层蛋糕”之类的术语来措述天卫五的奇异的特性。后来人们认为天卫五自其产生后经历过多次的粉碎与重新聚合（即原来十分光滑，然后经小行星或彗星撞击后被粉碎，最后靠其自身引力重新组合使表面奇特），并且每次都破坏了一部分的原始表面，露出一些内部物质。然而现在，另一更易被人们接受的理论产生了，那就是这些地形是由于熔化的冰而造成的。对于天卫五的奇异地形中熔洞和粉碎说都仅仅是理论上的推测。还需要更多的证据来增强这些理论的说服力。现在还没有再次探测天王星和海王星的计划。什么时候再去探访这奇异的世界？“旅行者2号”带回的资料将在很长时间里成为我们拥有的有关它们的唯一的信息源。 天王星为什么躺在
轨道内部旋转？天王星怎样旋转本不关人类的衣食住行，但探索宇宙的奥秘，谋人类的生存福祉，却是势在必行。天王星是从太阳向外的第七颗行星，在太阳系的体积是第三大（比海王星大），质量排名第四（比海王星轻）。 天王星距太阳288亿公里，距地球273亿公里，太阳光线到达天王星也要2小时38分钟。威廉·赫歇耳发现天王星有点事出偶然。1781年3月13日晚，他像往常一样用他自制的望远镜巡视天空，在观察双子座的一部分天空时，他看到一颗不平常的星，它完全不像是一颗恒星，因为恒星在望远镜中只是一个光点，而这颗星呈现为一只淡绿色圆盘状。连续几个夜晚的观测，他发现那个天体似乎正在恒星背景下缓慢地移动着。赫歇耳以为他发现了一颗彗星。但不久他就发现，这颗星缺少彗星特征——模糊的边界，它看上去边缘总是清晰的。而且它的运行路径是在土星轨道外面的一条近于圆形的轨道。赫歇耳最后认定，他发现的是一颗新行星。学术界决定新行星的名称是遵守根据希腊神话人物命名行星的传统，把新行星命名为“乌拉诺斯”，他是希腊神话主神宙斯的祖父，翻译成汉语就是“天王星”。天王星一下子把太阳系的疆界开拓了，打开了人类的视野，启发天文学家继续在广袤的星空中探索。天王星天王星也使赫歇耳一举成名。在此之前，他是位爱好天文学的音乐家。在发现天王星以后，他荣获了勋章，被选为英国皇家学会会员，从此走上了专业天文学家的道路。直到今天，天文学家依然对他十分尊敬。他在恒星天文学方面有杰出贡献，赢得了“恒星天文学之父”的美誉。赫歇耳用他自己制作的望远镜研究天空，他最感兴趣的是恒星，他最大的成就也在恒星世界中。1785年，他绘出了我们置身其中的这个恒星系统的外形，呈透镜状——就是今天的银河系，被后人认为是第一个真正发现了银河系的人。赫歇耳还发现了太阳的运动。1783年，他论证了太阳以每秒175公里的速度向武仙座方向前进，这自然使人们得出结论，太阳也不是宇宙的中心。他于1822年去世，享年84岁，恰好等于他发现的天王星的公转周期——84年。在赫歇耳发现天王星后六年，在一次试观测他自己新制的望远镜时，又获得了一个有趣的发现——天王星有两颗卫星。它们是天卫三、天卫四。今天，天王星的卫星数已增加到15颗了。另外，土星的两颗卫星，土卫一和土卫二也是赫歇耳发现的。天王星有一个与众不同的性质，就是它的运行姿态十分奇特。一般的行星，都是侧着身子绕日运动，它们的自转轴和公转轴轨道平面，全都近似垂直，有一点小的倾斜。地球为 235°，火星24°，木星3°，土星27°，这正是引起季节变化的原因。可是，天王星的自转情况则与众不同，天王星的自转轴的倾斜度达到98°，它们的自转轴与公转轨道平面近乎平行——仅有2°的夹角。实际上天王星是躺在它的轨道面内旋转的，就跟保龄球滚在球道上的情形差不多。这一事实意味着，天王星的季节也非常奇特。在天王星的一年中（相当于地球上的84年），太阳轮流照射天王星的南极和北极。当太阳照北极，北半球处于夏季，在北极地区，太阳看起来就像悬挂在头顶的上方，而且总不下落。而当冬季来临时，这颗行星一半地方进入漫漫的寒冷冬夜中，一直持续几十年。只有随着太阳渐渐照射到赤道上，天王星的世界，才有白天到黑夜的交替。即使在夏季，表温也很低，-211℃。这样怪异的气候类型，无疑是因为这颗行星的大气层得到奇特的、不均匀加热的结果。天王星为什么以这种姿态运转呢？至今还是天文学当中的一个谜。