在茫茫夜空中，土星很容易就可以被肉眼看到。虽然它不如木星那么明亮，但是由于它不会像恒星那样“闪烁”，所以很容易被认出是颗行星。它周边奇异的光环以及它的卫星通过一架小型业余天文望远镜也可以观察得到。目前，人们在土星卫星上已探测出有水的存在，甚至于在土卫六上发现了湖泊群。

　　土星是距离太阳第六远的行星，也是仅次于它的邻居木星的第二大行星。土星，即Saturn，在罗马神话中是农神的名称，在英语中则是星期六（Saturday）的词根。土星发现于史前，最早是由伽利略在1610年第一次通过望远镜观察到的，并记录下了它的奇怪运行轨迹，直到1659年惠更斯才正确地推断出光环的几何形状，光环中的微粒可能主要是由水凝成的冰组成，但它们也可能是由冰裹住外层的岩石状微粒。随后，“先锋”11号在1979年首先去过土星周围，同年又被“旅行家”1号和2号访问，现在 “卡西尼”飞行器也于2004年到达土星，对土星卫星进行探测。

　　“卡西尼”号飞船探测。

　　土卫2。

　　土卫6。

　　土卫6下雨。

　　土星是太阳系中孩子最多的星球，已有18颗被命名的卫星，还有一些小卫星在发现中。

　　冰层下的小世界——土卫二寻水记

　　土卫二（Enceladus），又称“恩克拉多斯”，是1789年由威廉·赫歇耳（Wilhelm Herschel）发现的，在20世纪80年代初“旅行者”飞船（Voyager）飞掠它之前，人们对它知之甚少。“旅行者”飞船发现该卫星虽然体积不大，但“麻雀虽小，五脏俱全”，它有着丰富的地形，而且每种地形估计年龄都不过1亿年，这说明这颗卫星是十分活跃的，可能有一些“水火山”存在，这就具备产生生命的三大条件：地下热源、有机物和液态水。

　　◎ 让人无限遐想的间歇泉

　　根据以前的探测图像推测，土卫二的表面被平整的“冰面”覆盖，所以“卡西尼”计划的科学家们希望看到这颗卫星上面最近的活动以及也许有冰山作用的迹象。科学家的努力得到了回报：“卡西尼”果然有惊人发现。

　　2005年，“卡西尼”飞船4次近距离飞掠土卫二。“卡西尼”携带的照相机拍摄到了一些图片，上面显示该星球上似乎排列着褶皱山岭和碎冰平原，上面有条纹状的深绿色有机物质，并在南极地区拍摄到了冰屑和尘粒喷发的奇景。图像显示，土卫二南极地区有多处喷发气流，在阳光背景下可见的喷发就像巨大的羽毛，长达约500千米，居然击中了在土卫二上空急速行驶的“卡西尼”太空船，而土卫二的直径也不过这么大。据飞船搭载的仪器分析，气流的主要成分包括细碎的冰屑、尘粒以及水蒸气等。

　　卡西尼任务科学家乔纳森·卢尼勒（Jonathan Lunine）表示，自从20世纪80年代初“旅行者”号飞越土星以来，恩克拉多斯就是太阳系中已知的最亮的卫星，因为它上面覆盖有新的冰。然而，从土卫二南极喷射的间歇泉多于赤道上的，这可能是来自土星的最强大引力拖拉导致的。由此形成了虎纹状的喷射口大约有128千米长，这“非常惊人”，卢尼勒说，“这很具有几分奇异特征。”

　　2005年12月，飞越土卫二的飞船每8分钟就看到喷射一次间歇泉，喷射出来的东西不只是水，还混合有生命物质，包括甲烷、丙烷、乙炔和二氧化碳等有机化合物，纷纷进入了土星外层的“E”环中。“卡西尼”号太空船携带的分光计对其冰羽毛进行了化学分析，发现间歇泉上冒着乙炔和丙烷。卢尼勒说，“我认为我们有一天会发现恩克拉多斯地表下的液态水。”

　　这次飞越显示，土卫二的南极地区地质活动也很活跃，而且被冰山爆发和新鲜的降雪重新塑造了表面，潮汐力量扭曲了表面的冰层，形成了长长的山脊和破裂带。这给了科学家们无限的猜测：土卫二南极以红外线辐射的形式闪闪发光，说明在“条纹”的表面下有地下热源，而那些条纹是被黑色的有机物污染出的平行线。

　　科学家推测喷发是由潜伏在冰层表面下浅水造成的。“卡西尼”图像分析首席科学家卡罗琳·波尔科说，那些水汽喷发可能已经持续至少几千年了。这也表明地下可能存在持续的热源。尽管照片没有拍到液态水，但有的科学家认为，照片上的冰屑和水蒸气来自土卫二地表较浅处的“地下水库”，这已经足够了。

　　◎ 间歇泉是否就意味着液态水的存在？

　　当然，也有科学家对土卫二存在液态水的推测提出短线疑问。就如在《科学》杂志中刊载了一种有分歧的观点。认为间歇泉的喷发现象只是短暂的地质构造变化引起的，比如地震引起的，并恰巧被路过的“卡西尼”“看”到了，但这不能作为土卫二存在液态水的证据。文章主要作者、伊利诺大学尔巴那香槟分校行星科学家苏珊？基弗说：“该文并未说明现在土卫二上的其他地方是否还有液态水。”她主要是研究地球及木星和海王星的卫星上的间歇泉，“我们不想去驳斥液态水的存在，那并不需要液态水。”

　　也有科学家指出，土卫二内部的热源也仍是一个很大的谜。要生产出这些羽状喷发物，水需要被烧开，土卫二距离地球和太阳十分遥远，在这个寒冷的星球这似乎不太可能，它的供暖机制也很难明了，至今只能说仍是个谜。

　　“卡西尼”号发现的间歇泉由水蒸汽和冰晶组成，含有大量的二氧化碳和少量的甲烷。 “卡西尼”号专家、首先提出土卫二上有地下水的卡罗林？帕科说：“新的理论听起来似是而非，它并没有证明其自身或者说明地下水流向的可能性。”帕科还说：“有理由相信土卫二的温度足以维持液态水。”

　　2008年3月，"卡西尼"将再次飞到距土卫二上空大约350千米处观测，届时，土卫二的神秘面纱将可能被完全揭开，也将有更多的太空奥秘被逐一解答。

　　◎ 揭开土卫二的神秘面纱

　　“卡西尼”还发现虎纹处的温度高于土卫二表面的温度，卢尼勒说。有关土卫二引发喷泉的热量来源有多种解释：

　　○ 双层挤压。一湖接近冰冻的液态水，受到上面的冰和下面岩石的双层挤压，导致喷射间歇泉；

　　○ 放射性元素衰变所致。放射性元素伴随诞生700万年的土卫二不断衰变，释放热量，熔化了土卫二的内核，在其冰下产生了一个海洋；

　　○ 潮汐摩擦力所致。围绕土星运转的土卫二的椭圆形轨道导致产生的重力潮汐使虎纹边缘彼此磨擦生热，将冰熔化，喷射到太空的；

　　○ 冰格状包合物截留所致。冰羽毛上看到的气体可能被冰格状包合物所截留，当它转移时，冰格状包合物就会经受太空真空，让这些气体具备强大力量，逃离截留它们的“牢笼”。

　　研究人员表示，所有理论都有一定道理，但没有一个能完全解释引发间歇泉所需的热量来源。卡西尼发现一对小土星卫星——土卫三（Tethys）和土卫四（Dione）上有一些火山作用的迹象，但这一情况与土卫二不匹配。

　　2008年，卡西尼将最后一圈靠近土卫二，但科学家都担心来自间歇泉的冰会损坏“卡西尼”太空船。科学家希望2008年的这次飞越能够精确测量来自土卫二的重力，以确定其冰下是不是有海洋。若经证实，土卫二便具备了产生生命的三大条件：持续的热源、有机物和液态水。

　　土卫六湖泊群有待进一步证实

　　土卫六，又称泰坦，是土星卫星中最大的一个，它的体积比水星和冥王星都大，于1655年被荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯（christiaan Huygens）发现，最近，鉴于“卡西尼”号的探测，科学家预测土卫六上面有巨大湖泊群存在。

　　像远古时代的地球一样充满生机

　　“惠更斯”号探测器成功登陆土卫六，在其下落到距离土卫六表面150千米处时，拍摄到了土卫六的地貌图片。科学家惊奇地发现土卫六的某些环境与远古时代的地球非常相似，并非死气沉沉。

　　欧洲空间局于2005年1月正式宣布了“惠更斯”探测器在土卫六表面着陆的消息。在下降过程中，探测器还对土卫六的大气进行了分析。最令科学家们感到意外的是，土卫六的大气构成并不均匀：其上层富含甲烷，而下层则以氮气为主。专家们表示，土卫六是太阳系中惟一一颗拥有浓密大气的卫星。

　　土卫六表面的平均温度只有大约-290°C。其大气很明显地分为了数层并且在各层的交界处还存在着持续不断的闪电。据专家们介绍，土卫六目前的状况与远古时代生命诞生前的地球非常相似。

　　科学家们通过分析研究惠更斯号传回的土卫六表面照片得出初步结论：土卫六表面有甲烷构成的河流和冰构成的岩石。美国宇航局喷气推进实验室“卡西尼”号图片分析小组成员托雷斯-约翰逊表示，这证明土卫六表面存在，或曾经存在过液态物质。托雷斯·约翰逊表示：“我们原想我们看到的土卫六表面情景会像我们从科幻片中看到的那样奇怪，但是‘惠更斯号’发回的照片却让我们大吃一惊——土卫六表面不仅有陨石撞击遗留下来的坑洞，有不甚宏伟的山峰，也有此起彼伏的高地，更为重要的是土卫六看起来是一个充满生机的地方，就像远古时期的地球一样”。约翰逊同时还称：“从照片上类似的沟壑的地形可以看出，土卫六表面曾经遭受过液体物质的冲刷和侵蚀。我们在土卫六上发现的情景与火星上发现的完全不同--火星是一片纯粹的不毛之地，而土卫六则感觉是一片生机盎然的景象”。约翰逊还指出，土卫六表面的隆起的高地很可能完全是由冰块构成的，而照片中发暗的地区则很可能是有液态物质覆盖的湿润地区。

　　他称：“我们并不能确定我们现在谈论液体是否合适，但照片上的景象不得不让我们联想的液态物质。土卫六表面的气温可达到华氏300度左右（零下184摄氏度），因此其表面有液体出现的唯一可能就是土卫六大气的冷却。由此推断，这些液体很可能是液态的甲烷和乙烷”。

　　从“惠更斯号”发回的另一张照片来看，土卫六表面还覆盖的类似于岩石的物质，约翰逊推断：“这些岩石很可能全是冰。考虑到土卫六表面温度因素，只有真正的水冰才能形成这种形状的冰岩。因为地质学家们已经非常肯定地表示说这些岩石经历过液体物质的侵蚀，从这些岩石圆润的边缘上不难看出，它们非常类似于地球河床周围最容易看到的鹅卵石。我想，我们大多数同行们都会同意我的这一看法”。

　　美国宇航局科学部门主管阿方索·迪亚斯说：“我认为，我们所有人在我们揭开太阳系神秘面纱时都会不断为之惊叹。它（照片）推翻了我们先前的成见，这些星球表面并非死气沉沉。”

　　◎ “卡西尼”发现湖泊群

　　在“卡西尼”号之前，许多探测器在它身上都有所发现。1980年，美国国家航空航天局“旅行者”1号探测器首次“看到”土卫六上有橙色的、不透光的大气层。但这层大气太厚了，“看不到”其表面。泰坦的大气成分据猜测类似早期的地球，以氮气为主，可能饱含甲烷和其他有机物。其后的“哈勃”太空望远镜曾探测到土卫六上有的地方比周围亮。美国科学家莱比顿说：“我们推测亮区可能是大陆，暗区可能是海洋。但泰坦表面变化多端，有非常多的谜在等着我们破解！”而且，惠更斯项目主任让·皮埃尔·莱比顿（Jean-Pierre Lebreton）曾坚信：“惠更斯”探测器（Huygens）可能会落到汪洋里。他推测，陨石或彗星撞击可能会使土卫六上的冰融化成水，并保持液态上千年。

　　为了进一步探测，2005年1月14日，“惠更斯”着陆器脱离“卡西尼”飞船，成功着陆到神秘的土卫六。然而，在它着陆的地点附近没有发现液态水，更没有像莱比顿坚信的“汪洋”，甚至连液态甲烷也没有……能看到的泰坦表面如一片橙色戈壁，非常干燥。但是，在“惠更斯”拍摄的照片中，有科学家发现一些类似“川谷”和“河流”的痕迹。而且在“惠更斯”降落到“泰坦”后的几个小时里，它发现了神秘的低频无线电波。该无线电信号在特窄范围的特低频率下，大约36赫兹。法国科学家弗南多·希莫斯（Fernando Simoes）领导下的科学小组一直研究此信号的来源。他们称，这种信号可能是地下液态水海洋的一种信号。这不能不说是一大收获。

　　“卡西尼”号探测器近距离飞越土卫六时又有了一个重大发现——其北极存在着一个巨大的甲烷等碳氢化合物形成的湖群，其中有些湖还流动着液态物质，这是人类首次在土卫六表面发现这么大面积的碳氢化合物形成的湖群。湖群包括12个大小不等的湖，宽度在1O～1O0千米之间。

　　当时“卡西尼”号距离土卫六表面约950千米，从图像看来，它们仿佛是一块块“黑斑”。有些互相之间有河道连通，有些则有支流汇人其中；有些已经干涸，而有一些流动着液态物质，很可能是甲烷和乙烷的混合物。科学家认为，液态甲烷在太阳的照射下变为气态，并进入其大气层，逐渐消散。地表的甲烷“水库”又会及时补充上来，就像地球上的水循环一样。然而科学家还是无法解释土卫六表面的甲烷是怎么生成的。

　　在此之前，“卡西尼”号在土卫六的南极地带也曾观测到一处疑似湖泊的阴影区域，长约234千米，宽度近73千米，其太小相当于美国和加拿大边界处的安大略湖，从照片上看，它像是一个边界平滑蜿蜒的暗斑，周围是浅色的土卫六云层。美国科学家推测，这可能是一个甲烷等碳氢化合物形成的湖泊。“这一特征在迄今为止我们对土卫六的探测中还是首次发现。”“卡西尼”号土星探测项目科学家伊丽莎白·特尔说，“它的边缘令人联想起地球上因水流侵蚀和沉积而形成的湖岸线。”

　　在地球上，闪电可产生类似的低频无线电信号。之后，此无线电波在地面和上层大气之间来回反弹。此回波效应加大一些频率的同时，却让其它频率消亡了，结果导致出现有精确频率的信号，类似于在土卫六上发现的情况。土卫六的外壳被认为主要由水冰组成，它们不是无线电波的好的反射体。因此，如果像在地球上一样，其信号也是来自回波效应的话，那表明土卫六地下有更好的反射物质。“我们不需要地下海洋，但需要地下反射体，”希莫斯说，“如果有地下海洋存在，固液界面将是不错的反射体。”

　　但科学家认为，即使土卫六上的确存在湖泊，那湖中流动的也不会是水，而更可能是液态甲烷。

　　疑问依然存在

　　然而，也有科学家质疑此无线电波能穿透50千米的距离，从地下海洋反射出来而产生这种信号。同时，科学家们还意识到了一个非常重要的“漏洞”——想象中的河流湖泊是如何反射可见光和红外光的。

　　究其原由，主要有以下几种可能：

　　○ 土卫六表面可能存在着一种由冰和氨的化合物结成的厚密的“外壳”。对于各类雷达探测仪器来说，这样的表面很容易给人形成一种存在着液体的假象，而同样的条件在光学仪器的观察下则不会形成同样的景象。

　　○ 地球上发出的雷达信号遇到较平坦的有机物层时也会反射回来，而这种有机物层则很有可能是烃物质河流和湖泊蒸发殆尽后遗留下来的。

　　○ 沉积在土卫六大气中的有机物微粒坐落在土卫六表面形成一种相对光滑的表层。

　　总之，有关土卫六大气层中的甲烷是如何形成的至今还是科学家们关注的焦点。有人认为它来源于土卫六近100万年来的地质活动，也有人认为它来源于一场太空灾难——与其它天体撞击后破坏了土卫六表面的冰层，埋藏在冰层底下的大量甲烷被释放出来。

　　但归根结底都不过是猜测和设想，事实真相如何，只有等待对土卫六更深入的探测来证实。

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