王思潮

對(duì)地外生命和外星文明的探尋已成為當(dāng)代天文學(xué)兩大熱點(diǎn)之一（另一個(gè)是暗物質(zhì)和暗能量），而水或其他合適的液體是地外生命和智慧生物出現(xiàn)的首要條件。科學(xué)家已經(jīng)在太陽(yáng)系的多顆星球上發(fā)現(xiàn)了水的痕跡。

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月球

在很長(zhǎng)時(shí)間里，天文學(xué)家都認(rèn)為月球是一顆沒(méi)有大氣、異常干燥的無(wú)水星球。2009年9月，印度“月球飛船1”號(hào)探測(cè)器項(xiàng)目的科學(xué)家發(fā)表研究報(bào)告，公布了有關(guān)月球南北兩極的土壤中存在水的證據(jù)。

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同年，美國(guó)的月球隕石坑觀測(cè)和感應(yīng)衛(wèi)星（簡(jiǎn)稱LCROSS），在10月9日“半人馬座”火箭撞擊月球90秒后從撞擊地上空掠過(guò)，用分光計(jì)掃描其成分，對(duì)撞擊造成的月球塵羽流進(jìn)行了檢測(cè)，將所得信息傳回地球。4分鐘后，完成任務(wù)的LCROSS也撞向月球南極。美國(guó)航空航天局的月球勘測(cè)軌道探測(cè)器和地面天文設(shè)施負(fù)責(zé)分析LCROSS撞擊所濺起的物質(zhì)。11月14日，LCROSS探測(cè)項(xiàng)目科學(xué)家、美國(guó)航空航天局艾姆斯研究中心首席研究員安東尼·科拉普雷特說(shuō)：“我們真是欣喜若狂！LCROSS和‘半人馬座火箭撞擊月球后的高角度蒸氣羽流和噴出物幕流中都存在水。這表明月球南極凱布斯隕石坑中存在水冰?！?/p>

2009年12月至2010年6月之間，美國(guó)航空航天局的月球勘察軌道探測(cè)器通過(guò)微型射頻技術(shù)雷達(dá)對(duì)月球南極的沙克勒頓隕石坑探測(cè)了三次，在隕石坑陰影區(qū)檢測(cè)到了水或者冰的信號(hào)。微型射頻技術(shù)雷達(dá)可穿透一兩米的深度，發(fā)現(xiàn)隱藏在地表之下的水或者冰物質(zhì)。

科學(xué)家最后確認(rèn)，沙克勒頓隕石坑表面的水冰物質(zhì)占到總量的5%至10%。這是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，表明月球南北兩極土壤中天的水冰含量相當(dāng)可觀。

找到水對(duì)人類未來(lái)的探月計(jì)劃具有重大的推動(dòng)作用，因?yàn)樗粌H可以用作飲用水的來(lái)源，也能用作燃料。而且，既然在月球這樣干旱的星球都發(fā)現(xiàn)了水，其他星球存在水或其他合適液體的希望更大了。

現(xiàn)在，美國(guó)航空航天局和加拿大太空局正在開(kāi)發(fā)一款新型月球探測(cè)車，希望能在10年內(nèi)發(fā)射到月球上去。這個(gè)項(xiàng)目名為“風(fēng)化層和環(huán)境科學(xué)以及氧氣和月面揮發(fā)提取”。最近，這款月球車正在夏威夷的火山巖床進(jìn)行測(cè)試。它可以在月球表面鉆個(gè)洞，然后加熱里面的物質(zhì)，在水份被蒸發(fā)出來(lái)后測(cè)量水的含量。

土衛(wèi)六

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土衛(wèi)六是土星最大的一顆衛(wèi)星，直徑是月球的1.5倍，有著與地球類似的地表。它還是太陽(yáng)系唯一擁有濃厚大氣層的衛(wèi)星，大氣層富含碳，與原始地球相似。

“卡西尼”飛船的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)六的北極和南極地區(qū)存在若干充滿液態(tài)物質(zhì)的湖泊。到目前為止，除地球之外，人類探測(cè)器只在土衛(wèi)六表面發(fā)現(xiàn)有湖泊存在。2009年7月8日，“卡西尼”號(hào)探測(cè)器的可見(jiàn)光與紅外成像分光儀拍攝到來(lái)自土衛(wèi)六的光斑，在排除其他因素后，已確認(rèn)光斑來(lái)自一個(gè)名為“克拉肯·馬雷”的湖泊。這個(gè)湖泊面積約40萬(wàn)平方千米，比地球上最大的湖泊里海還要大，位于土衛(wèi)六北緯71°、西經(jīng)337°。

美國(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家鮑勃·帕帕拉多說(shuō)：“這張照片透露了有關(guān)土衛(wèi)六的很多信息，比如它有厚厚的大氣層、表面有湖泊，就像一個(gè)光怪陸離的地球。對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，它既有令人熟悉的地方，也有令人完全陌生的感覺(jué)。”

土衛(wèi)六湖泊的主要成分可能是液態(tài)甲烷，估計(jì)是由甲烷雨降落形成的?！翱ㄎ髂帷碧?hào)探測(cè)器還發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)六可能也像地球一樣，存在活躍的“水文循環(huán)”，只不過(guò)這個(gè)循環(huán)的主角是碳?xì)浠衔铩?/p>

科學(xué)家還在土衛(wèi)六云量密集的天然電場(chǎng)發(fā)現(xiàn)了電流活躍的跡象，類似于地球的閃電輻射能量，這說(shuō)明在土衛(wèi)六冰殼以下可能是由水和氨組成的海洋。閃電與生命起源密切相關(guān)，這一特征暗示了土衛(wèi)六具有孕育生命的可能性。

天王星及其衛(wèi)星

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天王星的質(zhì)量大約是地球的14.5倍，是類木行星中質(zhì)量最小的，密度是1.29克/立方厘米，只比土星高一點(diǎn)。直徑雖然與海王星相似（大約是地球的4倍），但質(zhì)量較低。這些數(shù)示，它主要由各種各樣的揮發(fā)性物質(zhì)，例如水、氨和甲烷組成。天王星內(nèi)部冰的總含量還無(wú)法確切知道（根據(jù)模型的不同有不同的結(jié)果），粗略估計(jì)，是地球質(zhì)量的9.3倍至13.5倍。

天王星的標(biāo)準(zhǔn)模型結(jié)構(gòu)包括三個(gè)層面：中心是巖石構(gòu)成的核，中間是冰構(gòu)成的幔，最外面是氫和氦組成的外殼。這里的冰并不是一般意義上的冰，而是由水、氨和其他揮發(fā)性物質(zhì)組成的熱且稠密的流體。這些流體有高導(dǎo)電性。

對(duì)天王星大氣層的光譜研究顯示，其主要成分是氫和氦，還包含較高比例的由水、氨、甲烷等結(jié)成的“冰”，以及可以探測(cè)到的碳?xì)浠衔铩Ｆ渫獠康拇髿鈱泳哂袕?fù)雜的云層結(jié)構(gòu)，水在最低的云層內(nèi)，而甲烷組成最高處的云層。

目前已知天王星有27顆天然衛(wèi)星，都由冰和巖石組成，大約是50%的冰和50%的巖石。在這些衛(wèi)星中，天衛(wèi)一有著最年輕的表面，上面只有少許的隕石坑，天衛(wèi)二看起來(lái)是最老的。天衛(wèi)五擁有深達(dá)20千米的斷層峽谷、梯田狀的層次和混亂的變化，形成令人混淆的表面年齡和特征。天衛(wèi)五過(guò)去的地質(zhì)活動(dòng)被認(rèn)為源于在其軌道比目前更偏心的某個(gè)時(shí)候，受到了潮汐加熱的影響。偏心的原因大概與天衛(wèi)二軌道共振有關(guān)。與地幔上涌相關(guān)的外部運(yùn)動(dòng)，很可能是天衛(wèi)五賽道般“運(yùn)河”的起源。海王星及其衛(wèi)星

海王星是介于地球和巨行星之間的中等大小的行星：它的質(zhì)量是地球的17倍，是木星質(zhì)量的1/18。因?yàn)樗馁|(zhì)量較典型類木行星小，而且密度、組成成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)也與類木行星有顯著差別，常和天王星一起被歸為類木行星的一個(gè)子類：冰巨星。

海王星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和天王星相似，行星核是一個(gè)質(zhì)量不超過(guò)地球的、由巖石和冰構(gòu)成的混合體。海王星地幔的總質(zhì)量相當(dāng)于10個(gè)至15個(gè)地球質(zhì)量，富含水、氨、甲烷和其他成分。作為行星學(xué)慣例，這種混合物被稱為冰，雖然其實(shí)是高度壓縮的過(guò)熱流體。甲烷、氨和水的含量越靠近地表越高。

海王星有14顆已知的天然衛(wèi)星，與天王星的衛(wèi)星一樣，也都由冰和巖石組成。其中最大的，也是唯一擁有足夠質(zhì)量成為球體的海衛(wèi)一在海王星被發(fā)現(xiàn)17天以后就被威廉·拉塞爾發(fā)現(xiàn)了。與其他大型衛(wèi)星不同，海衛(wèi)一運(yùn)行于逆行軌道，說(shuō)明它是被海王星俘獲的，可能曾經(jīng)是一個(gè)柯伊伯帶天體。它與海王星的距離足夠近，使它被鎖定在同步軌道上。它將緩慢地經(jīng)螺旋軌道接近海王星，當(dāng)它到達(dá)洛希極限時(shí)將最終被海王星的引力撕開(kāi)。

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