14億公里外的宜居星球,有怎樣的大氣層?科學家在地球成功模擬

天空之城 2021/03/02 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城

 

太陽系最宜居星球

科學家曾經根據天體與地球的相似度以及宜居指數對可能存在生命的星球進行排名,在這個排名中,位列榜首的太陽系天體不是即將建立人類基地的月球,也不是幾十年內將有人類定居的火星,而是一顆衛星—— 土衛六

14億公里外的這顆衛星,曾經一度被認為是太陽系最大的衛星,但最終以2575公里的半徑略遜于木衛三的2631公里,屈居太陽系第二。不過,這絲毫不影響土衛六的重要地位,它甚至遠比木衛三更受重視。

在太陽系內所有的衛星中,土衛六是唯一擁有完整大氣層的,而且它的大氣中主要成分也是氮氣,這和地球非常相似。不僅如此,土衛六表面還流動著液態的有機海洋,這對於生命來說也是至關重要的。

(圖片說明:土衛六北極湖泊的藝術圖)

正是因為這些因素,讓土衛六成為了科學家們重點關注的對象。隨著科學家們對它的瞭解越來越多,一個驚人的想法逐漸浮出水面。

28億年前的地球

今天土衛六的大氣中,有98.4%都是氮氣,比地球的78%還要高。不過科學家認為, 如果我們向前追溯28億年,那時候的地球大氣,可能非常類似於今天的土衛六

那個時候,地球上還只有大量的初級生命,比如藍藻。正是在這些藍藻的光合作用下,地球大氣層中的二氧化碳被大量吸收,同時釋放出氧氣,達成了氧氣和氮氣的相對平衡。

(圖片說明:遠古地球環境假想圖)

因此,對於科學家來說,對土衛六的研究意義不僅僅在於尋找可能的地外生命,更是追溯到最古老的地球歷史,瞭解地球環境的變化,是如何從一片死寂逐漸走到生機勃勃的。

然而,我們對於土衛六大氣的瞭解仍然非常有限。更重要的是,土衛六表面的大氣壓是地球的1.5倍,而它的品質又比地球小得多,這意味著它的大氣層要比地球更加濃厚。不僅如此,土衛六的大氣中還彌漫著大量的光化學霧氣,它們可以散射光線,對我們的觀測造成干擾。

研究表明,這種霧是由碳、氧、氮等元素組成的複雜有機分子所形成的納米顆粒,其來源就是宇宙輻射擊中甲烷和氮氣等分子而造成的化學反應,科學家們將這些產物稱為索林斯。正是這些索林斯的存在,讓科學家們對土衛六的瞭解非常有限,甚至索林斯本身也充滿了未知。

為了瞭解這種物質,一支國際科學家團隊在實驗室中對這種神秘的物質進行了觀察和分析。為此,他們幾乎「重建」了土衛六大氣層。

地球上的土衛六大氣

Fabian Schulz和Julien Maillard是本次實驗的領導者,他們介紹說:「我們在一個不銹鋼的容器中通入了氮氣和甲烷,並且利用放電引發化學反應,借此來模擬土衛六的大氣條件。接下來,我們在位於蘇黎世的實驗室中對超過100種土衛六的索林斯成分進行分子層面的分析,並且通過我們開發的低溫原子力顯微鏡獲得了其中十幾種分子的原子圖像。」

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