土卫六泰坦星:太阳系第二大卫星

在1980年旅行者一号到达木星轨道之前,土卫六泰坦星)被认为是太阳系中最大的卫星,比木卫三稍微大一些。当然现在我们知道太阳系中最大的卫星是木卫三,这种错误的认知主要是因为土卫六浓密的大气层厚度达到了100~200公里,加上土卫六的直径只比木卫三小了100公里,正是这些因素才导致了这种错误。

土卫六上穿越浓密的大气层看到的土星
土卫六上穿越浓密的大气层看到的土星

但是通过这件事,我们也知道,土卫六作为太阳系中第二大的卫星,其实比第一大的木卫三只小了一丢丢。

土卫六的直径大约是5149公里,这个直径是水星的1.06倍,月球的1.48倍,地球的0.40倍,土卫六是太阳系中第十大天体(包括太阳)。

土卫六的大气层

土卫六是土星最大的卫星,它是太阳系中唯一一颗已知拥有稠密大气层的卫星,也是除地球外唯一已知的拥有浓密大气层的固态星球,土卫六上甚至拥有自己的气候系统。

木卫六是一个咋一看很像地球的星球:它拥有浓密的大气层,拥有液态海洋湖泊与河流,会刮风下雨,拥有自己的气候系统,雨水在地面上会形成各种侵蚀现象,能形成三角洲等等。

土卫六和月球地球大小对比,可以看到土卫六上拥有浓密的大气层
土卫六和月球地球大小对比,可以看到土卫六上拥有浓密的大气层

但是如果细看的话,就会发现,土卫六和地球的差别实在是太大了。土卫六主要是由一半的水和一半的岩石构成,它的密度大约是1.88克/立方厘米,比地球小很多,连月球的密度都不如,所以土卫六的引力很小,连月球的引力都不如。这么小的引力按理说是不能够形成浓密大气层的。

土卫六能够形成浓密大气层,主要有以下几个原因:

1、表面温度低

土卫六的表面温度只有94k(-179.2℃),这主要是因为土卫六距离太阳非常遥远,它接收的阳光强度只有地球的1%。羸弱的阳光使得土卫六上气体加热的效果不佳,从而没有足够的动力逃离引力控制。

2、大气构成

土卫六的大气成分主要是氮气(97%)、甲烷(2.7%)和氢气(0.2%)以及其他的一些微量气体元素组成。加上土卫六上挥发性物质非常多,所以本身大气中的组成成分就很少能够摆脱引力控制,加上有挥发性物质的补充,最终使得土卫六大气层越来越浓密。

3、土星磁场的保护

虽然土卫六并没有磁场,但是因为它距离土星不远,所以其95%的时间内都会位于土星磁场的保护之中,这也使得土卫六大气层避免被太阳风影响到。

土卫六虽然没有磁场,但是它95%的时间都运行在土星磁场中,所以就避免了太阳风对土卫六大气层的剥蚀
土卫六虽然没有磁场,但是它95%的时间都运行在土星磁场中,所以就避免了太阳风对土卫六大气层的剥蚀

土卫六的地形地貌

土卫六上几乎没有撞击坑,这说明其表面的地质活动和风化作用非常活跃,才能够将这些撞击坑的痕迹都消磨掉。

土卫六上海发现了很多湖泊海洋,这些湖泊中充满了液态物质,里面可能是由液态甲烷组成的。另外还发现了一些很深的峡谷,深度可以超过500米,这些峡谷的形成可能是由于土卫六地壳运动抬升,然后再由甲烷雨侵蚀地面形成的。

土卫六上具有类似于地球的地形地貌,上图中可以看到一个液体组成的海洋和岸边犬牙交错的海岸线,只不过这些海洋中的并不是液态水,而是液态甲烷
土卫六上具有类似于地球的地形地貌,上图中可以看到一个液体组成的海洋和岸边犬牙交错的海岸线,只不过这些海洋中的并不是液态水,而是液态甲烷

这一方面说明土卫六表面上确实有液体物质的存在,另外一方面也说明土卫六可能有比较活跃的地质活动。而土卫六地质活动的最主要原因可能是因为在它的地表下面不超过100公里的地方有一个全球性的液态海洋,整个土卫六表面其实就是一个漂浮在这个液态海洋上的冰壳。

土卫六上的还有一些冰火山,这些冰火山能够产生由水和氨组成的熔岩羽流,这也说明了其内部地质活动比较活跃。

土卫六的未来

在遥远的未来,土卫六上的条件可能会变得更加适宜居住。五十亿年后,随着太阳变成红巨星,土卫六的表面温度可能会升高到足以支撑泰坦星表面的液态水,使其适合居住。随着太阳紫外线输出的减少,土卫六上层大气中的雾霾将被耗尽,从而减少地表的反温室效应,并使大气甲烷产生的温室发挥更大的作用。这些条件一起可以创造一个宜居的环境,并且可以持续数亿年。这被认为已经有足够的时间让简单的生命在地球上产生,尽管泰坦上氨的存在会导致化学反应进行得更慢。

50亿年后,当太阳变成红巨星的时候,也许土卫六就会变得适宜生命存在
50亿年后,当太阳变成红巨星的时候,也许土卫六就会变得适宜生命存在

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