。
在一派迷蒙中隐约出现一个环状星体――土星。这里是土星外围的星空,它的卫星泰坦(titan)位于此处;泰坦如同一个孩子的世界,它永远长不大,意思是说它拥有出现生命的一切条件,就是没有出现生命。它具有所有的物质和要素使其发展成为一个像地球一样的行星体,但是它从来没有获得如此机遇,使自已成长壮大。它的大气密度中充满着碳氢化合物的气体,像一种化学元素镧(la)。
罕见的甲烷季风瞬间在泰坦低度的山坡“开”出一条深深的“河槽”,一直延伸到大块平坦的沙地。与地球一样,泰坦也有地质和火山活动,不过它是一个缓慢的,索然无味的“版本”。此时,火山爆发喷出的镧状物质一半与河水和阿莫尼亚气体溶合。这种情况充斥着泰坦的时时处处,温和的风如同一份“调制好”的富有营养的有机分子“大餐”,其中一些使人联想到化合物,它们曾是地球生命的鼻祖。
卡西尼目睹之怪现状
好在地球人探索太空的壮志未酬,对自已“出处”
耿耿于怀,有打破砂锅问到底的决心和耐心。
经过几个世纪的奇思预想和实在努力,地球人现在已有条件发力对土星进行长时间、近距离的观察。
一个由美国宇航局、欧洲航天局和意大利航天局共同制造,高达6.
7米的金属圆罐,它的顶部装有碟状天线,配备各种科学仪器,命名为卡西尼的探测器于1997年发射,目的地方向土星,2004年6月30日到达预定区域,开始至少为期4年的科学探索。
当卡西尼的土星之旅接近完成35亿公里时,它不得不减速,以便土星的重力可将它抓获。此时飞船点着引擎,在离土星20,921余公里的高度,似黄油状的格形云层中降落。这种只有在科幻小说和科幻电影中出现的场面,卡西尼身临其境了,仿佛是在考验这位“不速之客”有没有胆量在环形的外围逗留。科学家们形容这是一个用“白色连接”起来的时代。意思是一片冰雪世界。
土星环形外圈的形状看似像经过修整的、新鲜出炉的“面包圈”
,实际上它是充满砾石粒子的集合群;这些粒子小似硬币,大的如一座大厦。
单个闲逛的太空卵石以每小时超过109,435公里的速度穿越环形圈时,若贸然与卡西尼想遇,后果可想而知,那就是价值34亿美元的太空之旅将遭遇“终结者”
。
远在加里福尼亚实验室的美国宇航局航天专家们不无担忧地监控着此次太空之旅的每一个迹象,令人欣慰的是,卡西尼不负众望,终于进入了轨道,并开始绕圈观察。
根据卡西尼传回的数据,土星比水星要大些,土星的面积比700个地球还要大;然而,这个巨大行星几乎全部由氢构成,比水还要轻。土星就像一个平浮的、巨大的黄色海绵球,跌落进一个直径120,701公里的海洋里。由于它飞快旋转,使它的直径膨胀到11,748.2公里,它的赤道部分膨胀要比两极部位更大;由于它转得快,所以土星的白天少于11个小时。
土星绝大部分是气体,所以它没有固定的地标来揭示它的旋转速率。但土星的气体密度很大,在其内部产生一个强大的磁场,使它与行星一起旋转。过去二年,卡西尼探测飞船已记录到了土星磁场的施转速率是10小时47分6秒。虽然没有人能肯定这个行星是以相同的速率在旋转,但有关这个领域的窗户已经开启,人们借此可窥视到土星的“心脏”。
现在,让我们想象土星形成的历程。46亿年前,土星开始是以碟片状的尘埃和气体云层围绕着新生的太阳旋动,日复一日,年复一年,云层中大量的粒子粘符在一起,直到有一天形成了重力;然后,重力大行其道,将物质拖进足够大的铁和岩石的团状结构中,它们中的一个,其质量数倍于地球,它是土星赖以生根发芽的种子。
在过去的岁月,这种以岩石作为内在核心的重力吸引了大量的氢云层,氢气在核心区周围转游,使土星的质量迅速扩张,压力油然而生,最大限度的挤压氢的内圈。由于压力如此坚强,科学家们相信氢转变成液态物质,成了超级导电体。汹涌而来的导电体穿过金属态的氢气使土星产生了巨大的磁场。
40几亿年后,土星的核心仍然从自身的体系取得热量并保持之,这种热量搅动处于土星深度空间大量向上抽的物质,迭忽间在太阳系,以一小时1600公里的速度,形成最快的超声波风速,撬动着广袤的气候系统。
借助卡西尼传回来的图像,人们在大气层中看到风暴、闪电、云层区的奇怪波形云块,科学家们认为,在土星深空,温度正在上升,使这颗行星显得格外光亮。
由于卡西尼环绕飞行,科学家能看到土星背面的云层,能观察它的白天和夜间的天气及昼夜之间的关系。
只有在土星大气层相当高的位置,才能看到有一个模糊不清的黄色外圈,它在不断地翻滚,并往下沉降。此处,在沉默的云端上,远处的太阳将阳光投射到巨大的土星环形体系,变换着各种光的影子。
从土星的这边到那边,其主环形圈跨越约265,541.7公里,它的冰层厚度平均才45.7米,相对于广袤的天际,这样的厚度好比将一张纸铺在10个足球场上。显然是弱不禁风。
没有人知道土星的环形圈是怎样形成的。一些科学家设想,土星的引力将一个冰封的月亮,或一个慧星撕开了,抛撒下来的废物后来生成新的物质。
从宇宙学角度看,不论环形圈出自何处,它是近期的事物。假若土星的环形圈因太阳系的生命之故早就存在的话,那么它现在呈现稀薄的粉红色和嫩黄色该作何解?成吨的尘埃是构件的基础,按常理也许该环形圈应呈现深色才对。但是呈现在人们面前的东西,是碟状粒子围着年轻的太阳和与它互动的新生的行星旋动。
今天,土星的环形圈起的作用相当于纤弱的月亮们对行星的作用。每一个月亮发出的吸引力,如同一辆卡车从你身边疾驶而过对你所起的作用一样。
月亮的吸引力帮助留住了呆在轨道上的粒子,免于飞离轨道。一个月亮可以在行星的环形圈间“凿”出一条沟,月亮的引力也能发出密度很高的波,使之轻松通过附近的环形圈,就像运输卡车通过人群密集的马路时会调整速度一样。
卡西尼的探索之旅虽是对土星一次礼遇性的一瞥,但它确实看到了人们以前不能看到的景象。2004年6月,卡西尼冲进位于主环形圈最外围的、轻薄透明的代号为a的环形圈。由于卡西尼的闯入,在一群小月亮(卫星)中留下了痕迹,这些小月亮多得不计其数,它们的直径不过182.8米;引力很弱,仅能使自已留在环形圈的尾部。
卡西尼在离土星很远,代号为f的环形圈拍到了一群狭长的如环形圈样的东西,它们与一颗颗卫星相伴,将太空扔出来的物质扫荡到一块,然后再次将这些物质击碎。
借助探测器,科学家们还看到了一幕许多环形圈与月亮们(卫星)及小月亮(小卫星们互动的情景,它们在对环形圈进行新一轮的“雕塑”,人们由此获得了太阳系是如何发展起来的新见解,这将有助于解释行星群体怎样形成第一个行星的碟状结构。
在a号环形圈内,纤弱的小卫星在内部缓慢的上旋或下旋,对环形圈的质子起着“搅拌”的作用。在此过程中,可能在某些方面形成不可名状的太阳系的样式;卡西尼在探索中,让科学家们发现,在靠近太阳的地方出现与木星一般大小的行星体,它们的运行轨道比水星还要靠近太阳,这也许是因为相同的“移民”过程吧。
太阳系保存至今的一个遗迹是,月亮(卫星)仍然绕着土星旋转,采用的是与绝大多数其它月亮(卫星)相反的方向旋转,这个启示意味月亮(卫星)有非同寻常的历史。
2004年,卡西尼土星之旅近距离考察了土星,发现直径209.2公里的月亮是一个冰雪、岩石和碳化物的“大杂烩”,非常象kuiper带这样一种物体。kuiper是指太阳系外围由冰组成的小天体,这些小天体是用来构建外层行星屏障的“剩余物资”。当太阳系形成时,大多数kuiper的带状“世界”都被抛至远远超过冥王星的范围。但是月亮仍不失为kuiper带的幸存者,被诱入轨道,围绕年青的土星旋转。
土星其它的主要卫星也许产自一群同样的气体、尘埃和岩石的混合体,就是这些东西生产了行星。这是一个关于物质世界多样性的问题。可以这样理解:多样性即世界,世界即多样性。卡西奥揭示了一些卫星是砾石,还包括的松散结合体;形似马铃薯的团状结构,长达346公里。土星的大卫星密度大,表面有与众不同的特征,这是岁月的风霜,抑或是内部的热能和地质运动之使然。
卡西奥的土星之旅还显示了直径1,456.4公里的卫星us被分成黑色和白色两个半球,就像中国人所说的宇宙有阴阳的特征。研究人员设想卫星(月亮)几乎是由纯冰组成,它可以曝露出明亮的半边,而在深黑色的一边,由岩石和有机物质笼罩起来了。
卡西奥还发现新的神秘之处,卫星us的中间部位显出肿胀,如同土星那样;更为神奇的是,此处还有一道脊梁,其高度是地球之巅希马拉雅山的二倍。这道脊梁沿着赤道走向,大部分处于卫星的深色半球范围,绵延1,609.3公里,没有人能标出它的出处。卫星us分成明暗两部分,令人匪夷所思。
最令人不得其解的是泰坦,土星卫星(月亮)中最大一个。2004年12月25日,卡西尼探测器抵达土星6个月后,从卡西尼又发射一个形似浅碟,名为哈根的探测器。哈根是搭乘在卡西尼的肩上,从地球一路结伴而来。卡西尼将哈根发射出去三个星期后,哈根插入泰坦的雾状气层中。
一件十分浪漫的事
这是一个令人类难以忘怀,激动不已的时刻。远在地球的一端,位于德国的damstadt,欧洲航天合作中心让人眼花缭乱的白色办公室里,数百名科学家,学生、新闻记者挤在一个礼堂等待来自遥远天穹――泰坦的第一个信号。
礼堂前面的醒目位置,放置着一个巨大的黄色土星模型,在电视台摄像机的灯光下熠熠生辉。人们用英语、法语、德语、西班牙语和意大利语飞快地交谈着,就像在太空中迷失的流星。这是哈根探测器在国际上初试牛刀,其景况全实景播放。
人们在模拟器上看到真正惊心动魄的事出现了,哈根探测器以比子弹快10倍的速度冒然“攻进”泰坦的外层空间。哈根头部与空气剧烈磨擦,至使顶端外壳温度过达到537.7c,但在几分钟之内,哈根的速度降下来了,外壳也渐渐变凉。接着哈根打开降落伞,探测器头部的罩子脱离,此时的哈根如同一片树叶在泰坦大气的风流中飘零,探测器上的照相机和微型话筒忙得不亦乐乎,记载着天穹另一个世界的气象情况。
“我们正在寻找光,可能也听到雷声,”大卫・索思伍德,欧洲航天局航天科学负责人对着满世界的观众解释着他们的宠儿――哈根探索的进展情况,“这是件相当浪漫的事。”银发科学家,穿着深色的套装,抑制不住内心的激动,面对目瞪口呆的观众,侃侃而谈。
闻讯而来的群众蜂拥来到大厅,人们屏住呼吸将眼睛瞪得溜圆,看着演示仪上的哈根徐徐下降,地球控制中心的科学家已收到哈根发出的信号,证明哈根还存活着,它用了67分钟完成了从泰坦到地球的传播。哈根的信号说明人类的眼睛、鼻子和耳朵也已伸展到土星,这是多么浪漫的事啊!这天清晨5点,索思伍德在演示厅的长椅上庄严宣告:“哈根安全到达目的区,我们是第一批到达泰坦的访问者。”
时间一小时一小时从人们身旁溜走,突然,大厅里骚动起来,一张灰白相间,经过电脑处理的合成图像出现在电视上,顿时场内铃声大作,电视上的画面似乎在往下沉,开始出现了起伏的山丘和深色的平原。
人们蜂向电视拥去,此刻,仿佛以上帝的名义命名的仪式感“统治”
了全场,也吸引了媒体崇高的注意力。
电视台职员们赶紧将泰坦的图像用快照翻拍下来,供别的电视台播放,电台播音员拿着小型话筒对着播放图像的仪器,唯恐挂一漏万,丢失从天籁世界传来的声响。
更多的图像接踵而来,迅速构成一幅犹似镶嵌的画面,从空中展示出广袤的大地,最后出现的是地面图景。这是一幅彩色画面,大地是一种鲜嫩的黄色,上面错落地点缀着岩石;低缓的山坡沿伸到很远的天际。
夜色,悄然无声地爬上天空,正在观看天地转播的欧洲人此刻仍毫无倦意,他们围着电视等待着一帧又一帧画面出现,这些数字信号是几小时之前由哈根传至卡西尼,然后再传到地球。此刻,因哈根的着落与卡西奥的飞行轨道失之交臂,哈根短暂的“地球使者”的身份告一段落;然而,它义无反顾地继续执行使命,用声音又广播了2个小时,远远超过它电池设计寿命的预期。
朝访天穹的事实当然不会像宣传文字那样完美无暇。在传输方面,哈根做得还有缺陷,它遗失了约一半资料。但必须指出,即使哈根的设计和表演非常完美,它能让我们看到的土星也只是“冰山一角”,此举就像透过一根饮料管的小孔近距离观察一只大象一样。即便如此,哈根得来的资料足已回答一些关键问题。
哈根的意义在于,在此之前,没有人知道哈根将会落到一片固态的岩石上,或是湿地,抑或是充满沼气的油海。哈根让我们知道了那里没有液体池塘,广阔的地表上有一层硬壳,硬壳下是柔软的,仿佛一度被水覆盖过。
生命曾从这里开始吗?
人们看到土星的表面有液态沼气溢出侵蚀河谷的迹象,科学家认为土星与干旱的非洲沙漠相似,在土星下雨可能是一个世纪一遇的事,甚至是每百万年一遇的事。当真的下雨时,可能像冲浪似的,土星的两极雨水充沛。7月的一天,卡西尼飞临土星北极地区,展现了地面上沼气湖星罗棋布,犹似又一个世界级的美国明尼苏达州冒出来了。
土星的沼气源于土星地壳深处的的温水贮水池和有机物质,或是诱入了冰块沉积物“发酵”
所至。
一些沼气从地层深处“逃出”