八大行星内有甲烷的星球

八大行星内有甲烷的星球

火星上发现甲烷气体,其所以能引起科学家们的高度重视,是因为火星自然条件最接近地球,其温度也适合孕育和存活生命,而且人类正用“火星环球观测者”、“奥德赛”、“火星快车”3个轨道器和“勇气”号、“机遇”号两个火星车在这个红色星球上寻找生命.科学家们认为,地外生命包括火星生命的发生和发展机理应同地球上的情况一样,都以有机化合物为基础,因此对火星上存在有机化合物甲烷格外青睐,并要对其作进一步的探测和研究,以弄清它在火星大气构成成分中所占的比例、它的确切来源、它能否证明火星生命的存在以及如有火星微生物的话,其生命的具体形态到底怎样等.
其实,在太阳系9大行星中,除地球外,发现大气中含有甲烷的行星并不是只有火星,几颗体积较大的类木行星的大气中不仅存在甲烷,而且含量比火星还高.由于它们距离太阳较远,星体温度过低,不宜于孕育和存活生命,故而其甲烷气体未能引起科学家们的高度关注.当然,这也与对该类行星的探测远没有对类地行星火星的探测那么重视与集中有关.
位于火星外侧的木星,其大气中就有甲烷.木星外侧是土星,土星大气中甲烷的光谱认证是天体物理学家维尔特在1932年首先做出的,其甲烷含量比木星还多.同一年,维尔特还发现了居于土星外侧的天王星大气中也含有甲烷.比天王星更远的海王星也有大气层,且是透明的,光谱中表现出很强的甲烷吸收带.由于受到阳光照射较弱,温度很低,甲烷还能凝聚成甲烷云.科学家们认为,4颗外行星大气中的甲烷类似地球大气中臭氧的作用,它可以吸收太阳紫外线的辐射,从而使周围大气变暖,形成同温层.事实上,海王星上空确有同温层,其温度达－130℃,比星体表面温度高出70℃.
虽然还未见到关于这些大行星大气中甲烷与生命关系的讨论,但对木星组成成分中含有甲烷却引起了关于木星生命的猜想.有的科学家认为,主要由氢组成的液态行星的木星,具有内部能源,虽然表面很冷,但随着深度的增加温度迅速上升,在过渡段会出现满足生物存在的温度条件.同时,木星组成成分中还有水、甲烷、氨和简单的碳水化合物,它们结合在一起就可以形成有机分子,在适宜的温度条件下可能进化为低级形态的生命.当然,受环境限制,如果那儿有生命也只能是海洋生物.这种初步分析和有趣推断,只能留待以后的航天探测结果来验证.
土卫六环境隐含着的生命之谜
有意思的是,人类不仅在一些行星上发现甲烷气体,而且在有的天然卫星上也发现了甲烷气体.1944年,天文学家柯伊伯就在土卫六光谱中发现了甲烷谱线,从而得知它确有大气.1980年11月12日,“旅行者1”号在土卫六上空4000公里处飞过时曾测得它的大气压竟是地球的1.5倍,主要成分是占98％的氧气,其他还有甲烷、碳氢化合物、氰化氢等.在其大气层顶端还发现一种可以孕育生命的氩氢酸有机分子.由于它表面只有－180℃的过低温度,故未发现生命迹象.尽管如此,科学家们认为仍有必要进一步进行探测.
1979年7月29日,天文学家用地面大型望远镜发现,土卫六一些可能是由冰或岩石组成的高地之间,有一片由液态碳氮化合物组成的海洋,其中不乏能够孕育生命的有机汤海①.同时,还发现土卫六含有丰富的化学物质,其中有许多是在地球出现生命以前存在的分子.由此科学家们推断,土卫六上可能存活神秘的原始生命.
为了进一步研究土星和土卫六,美国于1997年10月15日用大力神4B运载火箭发射了欧美合作研制的重5.67吨、耗资34亿美元的“卡西尼号”探测器.该航天器由轨道器和名叫“惠更斯”的子探测器组成,前者装有12台仪器,后者装有6台仪器.长为7米、最大直径为3米的“卡西尼号”,经过7年飞行之后,将于今年7月1日进入环绕土星的轨道,开始为期4年的考察研究和探测工作.它在对土星和土星卫星进行探测过程中,将于2005年1月释放“惠更斯号”探测器.然后直径2.7米、重350公斤的子探测器将飞向土卫六并进行着陆.
惠更斯子探测器在穿透土卫六浓密的大气层的过程中,将拍摄并发回500～1000张照片,最后着陆该星体的表面.释放子探测器后的轨道器,还要多次飞近土卫六,并将探测资料和所拍照片陆续发回地球.科学家们期盼着这些探测活动能够揭开土卫六有无生命之谜.
利用航天器对火星和土卫六大气中甲烷的探测,所取得的成果可以互相借鉴,从而帮助人类深化对这些星球有无生命的认识.而对土星大气的探测,如果弄清了其中甲烷的由来和作用,又可促进人类对其他几颗大行星大气中存在甲烷机理的判读和理解.(