□作者: 徐永煊

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　　木卫二：地下是否有海洋
　　木卫二是一颗大小与月球差不多的卫星，环绕木星运行。偶然一瞥，它是一个死寂的世界，荒芜的表面结着厚厚的冰，整个表面覆盖在冰层里。然而，“伽利略号”飞船拍摄的照片表明，它的表面下具有异常的特征——全球覆盖着复杂的线状“网络”，类似于漂浮在北冰洋上的冰山。据此，科学家推测，在它结冰的表面下存在一个巨大的液体海。如果木卫二表面下确有液体海，就一定有热源阻止它结冰。另一方面，木星卫星上应当含有早期生命所需的一切化学物质，如果木卫二表面下有海洋，就有可能出现生命。
　　创造生命是需要能量的，那么热源从哪里来？来自潮汐力。木星和它的63 颗卫星组成了一个复杂的木星系统，木卫二是这个系统的一员，在系统的引力作用下围绕木星运行。由于系统内部天体引力是随时变化的，所以作用在木卫二上的引力也随时变化，这样就产生了潮汐。潮汐力加热了木卫二内部的核心区域，使其温度上升。如果潮汐力足够强，能把木卫二的核心周围区域加热到较高温度，使那里的冰融化，甚至使海底含有“火山热液口”，那么卫星表面就会出现裂缝，喷出温暖而又营养丰富的水。在地球上，海底热液口附近存在许多简单的生命形式。在木卫二上情况是否类似？这个问题目前还没有答案。美国宇航局计划发射“木卫二轨道站”飞行器，用机器人去寻找木卫二的地下生命。
　　
　　土卫六：早晚都会有生命
　　土卫六是土星最大的卫星，也是太阳系中唯一有稠密大气的卫星。土卫六大气里有橘黄色的雾，其成分与地球大气相同，主要是氮，也有甲烷、乙烷和其他有机分子。所以，土卫六的大气与地球上生命开始时期的大气很相似。有人形象地说，今天的土卫六就像40 亿年前的地球。
　　但两者也有不同。土卫六是一个寒冷的世界，表面温度低到-180℃。在那里，水结成冰，任何化学反应都变得很缓慢。所以，在今天的土卫六上，发展生命的机会很小。不过，这种情况并非与生俱来，在很久以前，土卫六或许比今天温暖得多，曾经有液态“海水”在表面流淌，这种“水”可以养育有机生命。当土卫六开始全面结冰时，这些生命形式可以在表面下生存下来。然而，如今生活在这里的任何生命（假如真的存在这样的生命的话）都不能依靠遥远的太阳提供能量，而只能靠土卫六“海洋”里的化学物质为生。
　　从地球上是看不到笼罩在雾霭里的土卫六的，只能用两种方法测量，一是用雷达测量，二是用空间探测器深入到它的大气层里面去探测。第一艘土卫六探测器是“惠更斯号”，它在2005年1 月14 日登上土卫六表面。传回的照片显示，土卫六表面似乎有运河一样的“排水系统”伸进黑色的湖内或海中，暗示土卫六似乎存在生命。不过，也有科学家指出，土卫六虽是迄今发现的地球以外表面有流体的唯一地方，但这里没有水，湖内的液体是甲烷和乙烷。根据科学家对碳12 和碳13 比值的测量，土卫六大气中缺乏产生生命的碳12。因此，至今无法证明今天的土卫六上面究竟有没有生命存在。
　　然而，就算今天的土卫六上面没有生命，几十亿年后也应该会有。届时，太阳将变成一颗红巨星，体积膨胀约50 倍，土卫六表面温度将因此上升到-100℃左右。这时，由水和氨的混合物冻结成的表面将会融化，土卫六就有可能出现生命或新一轮生命。
　　
　　不肯露面的“兄弟”
　　
　　如果说地球不是宇宙中唯一的生命之星，那么地球人的兄弟在哪里？
　　
　　有人问：“地球是宇宙中唯一的生命之星吗？”美国著名天文学家德雷克如是回答：不是，仅在银河系内就可能有1 万个文明世界。那么，宇宙中哪里才有地球人的遥远兄弟呢？
　　太阳系外，最有可能存在生命的星球又有哪些呢？起初，科学家以地球上的生命过程为探索地外生命的样板，认为生命诞生和繁衍应该具备以下全部条件：有坚硬的石质表面，有大气层，有液态水和适宜的温度。这样的条件在恒星上不具备，因为恒星表面温度太高。以太阳为例，其表面温度高达6000℃，不用说生命不能生存，就连地球上最难熔化的钨丝，到了太阳上也要化为“蒸气”。
　　因此，科学家认为，只有围绕一些恒星运行的行星上才有可能孕育生命。这些恒星不能是温度很高的“早型星”（处在演化早期的恒星），因为它们的紫外辐射太强；也不能是能量不足的“晚型星”（处在演化晚期的恒星），因为这种星的寿命长度达不到生命进化所需的时间（亿万年）要求。只有在类似太阳的中年恒星周围运行的行星上，才可能存在生命。
　　既然生命应该只存在于中年恒星周围的行星上，那么，除了在太阳系行星上寻找地外生命，还应该在太阳系以外的行星上去寻找。如何寻找太阳系外行星呢？天文学家从太阳系内行星围绕太阳转得到启发，把目光瞄向太阳型恒星。
　　可是，仅在银河系中，与太阳类似的恒星（太阳型恒星）就多达约750 亿颗。茫茫“星海”中，如何才能找到一颗围绕恒星转的行星呢？须知，这样的行星的“母星”（行星绕着转的恒星）比行星本身要亮几十亿倍！在恒星周围寻找行星，简直比在光焰无比的原子弹爆炸光焰中寻找一只萤火虫还难！在这里，天文学家的老办法——用望远镜观测不灵了，唯一的方法就是测量行星在母星上产生的效应。
　　一颗作轨道运动的行星在其母星上会产生两种效应。首先是恒星位置移动。恒星都是在平滑的椭圆形轨道上绕它所在的星系中心缓慢运动的，如果恒星周围有不止一颗行星绕着转，它们合成的引力就会猛然把恒星拉出它的平滑轨道，使它在绕星系运行的轨道上出现微微摆动。天文学家称这种现象为“摄动”。测量出摄动大小，就可以判定行星大小及其到母星的远近。第二种效应是星光变化。恒星发射的光线是固定的，然而当一颗行星在恒星前面通过时，就像月球遮住太阳光发生日食那样，部分星光被遮住，恒星就会变暗。这种情况被称为“行星掩星”。测量行星掩星时恒星亮度的变化，就能知道有没有行星环绕恒星作轨道运动。
　　
　　1995 年，利用这些效应，瑞士天文学家梅奥和奎洛兹首先在飞马座51 星周围找到了一颗行星。这一发现犹如一股冲击波，冲开太阳系外行星的樊笼，使它们一个个来到人间。仅十多年时间，就有240 多颗太阳系外行星进入天文学家的视野。它们中大多数是质量和木星相近的气体巨行星，轨道分为两类，其中一类接近它们的母星，叫做“热木星”。热木星并非生来就靠近母星，它们是后来才迁移到母星附近的。另一类则在比较扁的椭圆形轨道上运行。
　　在太阳系外行星上并非都有生命存在，生命只可能出现在地球型行星上。所以，寻找太阳系外生命不是寻找普通行星，而是寻找地球型行星。但是，在目前发现的240 多颗太阳系外行星中，还没有一颗是像地球这样的较小的石质行星，而都是较大的木星型行星。出现这种情况并不意味着不存在地球型行星，而是地球型行星较小，不容易被探测到。
　　电脑模拟表明，热木星是在行星系统发展初期形成或迁移到母星附近的，如果一个正在成长的行星系统能够保持有足够尘埃，能够十分缓慢地形成地球型行星，那么在已知的太阳系外行星系统中，就有一半能在“可居住区”（环境条件适合生命存在的空间地带）内形成质量与地球相当的行星。在较扁的椭圆形轨道上运行的气体巨行星系统，通常不存在地球型行星。但是，有1/3 的太阳系外行星系统能在居住区内形成质量与地球相当的行星。尤其令人鼓舞的是，只要气体巨行星在远离居住区的地方不离开轨道，它们产生的行星系统就和太阳系类似。
　　有关研究表明，在太阳系外的行星系统中并不缺乏地球型行星。美国宇航局和欧洲空间局打算在今后10 ～ 20 年内，派遣两艘飞行器寻找地球型行星。欧洲空间局的飞行器叫做“达尔文”，用6 架1.5 米望远镜进行观测。美国宇航局的飞行器叫做“地球型行星发现者”。这些飞行器升空时，地球型行星恐怕就会向我们招手了。

文章作者:徐永煊
责任编辑:skylook