太阳系十大奥秘（下）

6.唯一拥有大气的卫星——土卫六

橙色的天空层云密布，广袤的平原上蜿蜒流淌着液态乙烷构成的河流，充满碳氢化合物的湖泊在风和闪电的作用下泛起涟漪。

欢迎来到土卫六！它的直径5150千米，是土星最大的卫星，甚至比水星还要大。此外，它还是太阳系166颗卫星中唯一拥有大气的卫星。它被平均温度仅为-200*（]的寒冷大气包裹着，该大气比地球大气更浓密，主要成分为氮（约占95%）和甲烷（约占5%）。

土卫六的表面为何会覆盖着这样一层奇特的浓雾般的大气？是因为它具有庞大的体积吗？的确如此。大气之所以没有逃逸，是由于受到土卫六引力的束缚。天体质量越大，引力也越大，也就越容易留住气体。太阳系中的大多数卫星都因质量太小而只能放任大气逃逸，而土卫六却是个非常结实的“壮汉”。于是，一切似乎合理合理。然而，“大块头”天体并不止土卫六一个，其他卫星也有类似的“体形”。例如，木卫三的体积（直径5260千米）甚至比土卫六更大，而木卫四的大小（直径约4820千米）也与土卫六相差无几。奇怪的是，木卫三和木卫四却赤裸裸，一丝不挂……

对于土卫六大气的形成之谜，向来不乏想象力的天文学家自然也有一番见解。他们认为，土卫六的大气可能与土卫六本身一样古老。土卫六由吸积作用形成，具体来说，粉尘颗粒、小石块和岩石相互碰撞并熔合在一起形成土卫六。由于受到吸积过程所释放的热量的加热，原本以冰的形式存在于岩石内的氨和甲烷喷射出来，继而被土卫六的引力留住。随着时间的流逝，氨分子在太阳高能粒子的作用下，转变成了液氮和氢气，后者大部分都逃逸了。而在这超过千万年的岁月里，原先的甲烷也在太阳光的作用下发生化学反应直至消失。现在，大气中之所以仍留存有5%的甲烷，是因为土卫六的深处总是在不断喷射这种气体。

好吧，现在只剩下一个问题了：为什么木卫三和木卫四没有大气？这至今仍是个谜。不过，这个看似令人摸不着头脑的谜题其实也有迹可循。据科学家推测，相较于土卫六而言，这两颗卫星的形成过程相对缓慢，吸积过程可能也温和许多，释放的热量则相对较少，以至于不够加热天体内部的氨、甲烷以及其他以冰的形式存在的挥发性成分。既然没有气体，又何来大气？

然而，研究并没有结束。若想进一步解开个中奥秘，还得悉心研究木卫三和木卫四的组成，而这恰恰是欧洲空间局和美国航空航天局合作的“木卫二一木星系”任务的目标所在。不过，这一美好的愿景在2025年之前恐怕是难以实现的了。

7.土星环越搓越亮？

一轮轮精细绝伦、熠熠生辉的白色光环仿佛为土星镶上了美丽的腰带。它们是土星环，是太阳系里璀璨的“明星”。不过，如所有万众瞩目的明星一般，年龄是其不能言说的秘密。你相信吗，外表看起来存在不足数亿年的它们，实际上已经足足诞生40亿年了。

为了查明土星环的岁数，天体物理学家曾悉心观察其外形，发现它们由无数不停地相互碰撞的冰块所构成。这样，疑问便产生了：假若土星环和土星一样已经在宇宙中存在了大约40亿年，那为何其环面未被尘埃污染得黝黑暗淡，反而依然光洁耀眼呢？此外还有个疑问：按理说，这些不停相互碰撞的冰块应该已将环面切得无比细碎，土星环里除了尘土外为何还存有直径约10米的相当庞大的岩块？照此看来，这一轮轮神采奕奕的土星环应该正值青春韶华！可是，为何天体物理学家会将其追溯至太阳系早期？

这是因为，天体物理学家几乎可以断定，土星环是由一个直径约400千米的天体解体而成。该天体可能是土星的卫星，因其轨道距土星太近而被土星的引力撕裂瓦解，产生的碎片分布到土星周围，形成一道道美丽的光环。但问题是，一颗颗干瘪的天体在太阳系中闲逛的情形只存于各行星刚刚形成的早期太阳系。此外，如前所述，彼时天体的相撞事件颇为频繁，早期的水星、火星和地球都曾遭受巨大抛射物的撞击。而与它们不同的是，土星在遭受撞击之前，已使巨大的抛射物解体，而这种情形也只可能发生在约40亿年前的早期太阳系。谁曾想，外表光鲜亮丽的土星环竟已如此年迈。

已绕土星飞行了5年的“卡西尼”号探测器搜集了不少数据资料，为世人揭开其面纱的一角。该探测器发现：土星环中在不断形成幼年卫星。小颗粒聚积形成大颗粒，大颗粒进一步聚积成更大的团块——这便是前文所述的吸积现象，许多行星及其卫星都是吸积而成。

在早期太阳系，飘浮在气团中的宇宙尘埃组合成石块，然后，这些石块经过无数次相撞最终聚积成直径可达数千米的天体。然而，梦魇也随之开始！土星可怕的引力开始残酷地作用于这一初生天体，使其遭遇先前被撕裂天体的厄运：分崩离析，回归尘埃。碎片从这个初生卫星的内部抛射出来，由于外部包裹着尘埃，这些碎片仍一尘不染，洁净如新。也就是说，在环内物质的循环过程中，它们将来自宇宙的污染物稀释和吸收掉了。这就好比当你打碎已堆砌好的雪人后，你会发现此时破碎的雪块显得尤为洁白。土星环正是以这样的方式不断循环自新，为世人留下永葆青春的假象。

8.木卫二上有汪洋大海？

什么？那颗浑身布满条纹、其貌不扬的小冰球竟是生命绝佳的藏身地？是的，这个深藏不露的家伙是木卫二，其实力不可小觑。木卫二上具备生命诞生的三个必要条件：热量、有机分子和液态水。

是的，液态水，千真万确！科学家深信，在木卫二厚厚的冰层下存在着一片广袤的海洋，而它表面那些纵横交错、密如蛛网的条纹便是明证。这些条纹是冰层裂缝，即各大冰块的连接点。在地球上，地壳并非一个整体，是由几大板块组成，这几大板块在灼热的岩浆上漂浮。而在木卫二上，冰层代替了岩石陆地，岩浆换成了地下海洋。

如果说冰层下一定有汪洋大海，那么这海里是否存在作为生命基础的有机分子？对此，研究人员也颇有信心。目前我们已知的地球上最初的有机质正是源自早期太阳系中撞击地球的陨石，而木卫二没有任何理由能够逃脱陨石雨的袭击。

更加令研究人员感到大有希望的是：木卫二的环境与沃斯托克湖（位于南极俄罗斯沃斯托克站附近3000余米厚的冰层下，是世界上最深和最大的冰川湖，面积约为法国巴黎的150倍）颇为相似。倘若能在沃斯托克湖中发现生物，或许就能印证木卫二冰层下的海洋中存在生命。事实是，科学家曾在该湖的冰芯样品中发现细菌！没错，即便在这样极端恶劣的自然环境中（终年没有阳光，厚重冰层造成巨大压力，来自地心的热量使湖底的温度高达350℃），仍可孕育生命。

既然如此，是否意味着木卫二上也存在生命？问题是，勘察冰川湖或许相对容易，但探测距离地球将近8亿千米的木卫二则困难得多！首先要经历一段极其艰难的旅程，即使成功抵达木卫二，接下来还得在深不可测（科学家众说纷纭，认为2千米～100千米不等）的冰层上钻孔！看来，若想揭开木为二深藏的秘密，恐怕还得耐心等上数十年。

9.太阳有个隐身的“兄弟”？

什么？太阳还有个“兄弟”？它在哪里？为何我们看不见它？分明只有一个太阳在天空中闪耀啊！事实的确如此。假如太阳还有一个“兄弟”，那么它可能存在于太阳系之外，距离地球至少1光年，且非常暗淡，是一颗褐矮星，因此从未被空间望远镜探测到。这颗太阳伴星被天文学家命名为“涅默西斯”（希腊神话中的复仇女神）。在引力作用下，太阳和“涅默西斯”围绕着共同的质量中心旋转运行。

顺便提一下，研究者为何假设存在这颗未曾谋面的星体呢？因为它可能是导致太阳系（包括地球）遭受周期性陨石轰击的元凶，6500万年前的恐龙灭绝可能正是某颗小行星撞击地球所致，抛射物可能来自奥尔特云。具体来说，当“涅默西斯”经过奥尔特云附近时，由于引力的作用，它以某种方式摄动奥尔特云，从而将一些长周期彗星从奥尔特云里抛射出去，引起彗星雨。

能证明太阳存在伴星的另一个重要线索是：冥王星轨道之外有一颗被称为“赛德娜”的神秘矮行星。不过，这颗矮行星那怪异的运行轨道着实令人不解：它循着一个罕见的、偏心率非常大的轨道绕太阳运行，其近日点和远日点分别约为76天文单位和975天文单位。赛德娜的存在间接证明了太阳还有一颗伴星：假如它在太阳和“涅默西斯”间左右为难，那么这惊人的偏心率就很好解释了。

鉴于这些证据，研究者假设太阳并非孤家寡人，而是和银河系中1/3的恒星一样拥有伴星。科学家余下的工作是把太阳的这位隐藏的“兄弟”找出来。可是，天文学家20余年来孜孜以求，却始终无果。现在，科学家希望于2009年年末发射升空的“广域红外巡天探索者”观测卫星能够觅得它的踪迹。一出围捕好戏业已开场。

10.火星具有“阴阳脸”？

尽管火星素来不乏“造访者”，这颗红色星球却仍藏有未解之谜。真是个不好对付的家伙！仿佛我们越是苦心探究，它越是醉心于躲猫猫的把戏。不过。更令研究人员头疼的是它颇为奇特的“阴阳脸”：北半球地势低平，光滑的平原上虽分布着几处火山，但总体如干涸的海洋底部；南半球地势高耸，主要以高地为主，大大小小的陨石坑星罗棋布（恰如月球地貌）。

火星南北半球的地形风格为何如此迥异？长久以来，令研究者颇感迷惑的是北半球。毕竟，天体上布满陨石坑的情形再合理不过了。在早期太阳系，陨石曾轰击所有行星，并留下大量陨石坑。地球也未能幸免，只不过由于陨石留在地球上的痕迹被侵蚀作用和板块运动等自然因素抚平磨灭了。由于地球内部的板块运动，地表已经发生了翻天覆地的变化。相反，水星和月球则由于缺乏大气和板块运动而几乎完好无损地保留着陨石坑。

那火星呢？纵然这颗红色星球过去曾经历过一场内部活动，但也不至于令表面如此平坦，更何况为何只有北半球呈现这种地貌，南半球却大相径庭？

对于这个谜题，自2003年起便一直绕着火星运行的欧洲探测器“火星快车”号已给出了部分答案。借助雷达分析，该探测器发现，隐藏在北半球光滑表面下的地壳竟然和南半球一样，也布满了陨石坑！只不过北半球的地壳上覆盖着一层三四千米厚的熔岩和沉积物（沙和冰的混合物），掩盖了坑坑洼洼的真相。

好吧，既然如此，那为何这种沉积现象独独存在于分布着火山的北半球？这恰恰是由于火星的地形特点。之所以有如此多的熔岩和沉积物堆积在一起。正是因为北半球的地形如同一个巨大的盆地，这与南半球截然不同。

接下来科学家便要追查这一盆地形成的原因。你猜猜何种理论占据上风？

仍是撞击说！没错，按照这一理论，在火星幼年时，它的北半球或许曾遭受某颗巨型天体的强烈轰击，从而形成一个巨大的盆地，并使一部分地壳蒸发。这一理论不仅解释了盆地的成因，也解释了为何盆地下方地壳的平均厚度仅40千米，而其他地方的地壳厚度达到70千米。至于南半球，侥幸躲过撞击，几乎完好无损。

目前，在各种学说中，撞击说可谓一帆风顺。尽管如此，仍有待证据进一步论证。假如火星周围确实存在一颗巨大的卫星，那么这一理论将得到完美印证。因为，撞击时抛射出的大量碎片可能聚集成了一颗卫星。毕竟，地球的卫星——月球——也是这样形成的。巧合的是，一些模拟实验证实了火卫一（火星最大的卫星）正是产生于此类撞击。然而，火卫一的最大直径仅27千米。相较于盆地的尺寸以及撞击时从地壳弹回宇宙空间的碎片数量，火卫一的“块头”实在小得可怜。月球的直径约有3400千米，而“火星之子”火卫一呢？我们还在等待答案。

无疑，各种探测器在这颗红色星球上演出的芭蕾还远未谢幕！

（盛文娟 插图）