“月球上的水”等4则

2009-04-14 09:43
科学大众(中学) 2009年3期
关键词:木卫二伽利略陨石

外星人的智力(1961年)

弗兰克·德雷克

1961年,无线电天文学家弗兰克·德雷克组织科学家们在西弗吉尼亚州的格林班克国家无线电天文观测台召开了一个会议,主要议题内容是,无线电天文学家如何使用一台26米新型盘式望远镜搜索来自外星文明的信号。这项计划被以传说中的城市奥兹女王的名字命名为“奥兹玛”。

德雷克围绕一个简单的方程式制定了会议的议事日程。根据这个方程式,人们就可以知道银河系中可探测到的文明究竟有多少。文明的总数等于一系列具有同等重要性的因素简单相乘的积。首先,用银河系中星体形成的速度乘以拥有行星系的星体在星体总数中所占比例。然后,再乘以适于生命形式存在的行星所占的比例与已经出现生命形式的行星所占比例的乘积。再乘以智能生命形式处于不断进化之中的“活”的行星所占比例与希望并且有能力交流的智能生命形式所占比例相乘的积。最后,再乘以这种可交流文明保持可探测状态的时间长度。

当时所得的推算结果沿用至今,最小量为1000,最大量为10亿万。这些搜索外星智力的开拓者认为,外星的生命形式可能会使用无线电波中比较“安静的”波段,例如:1420兆赫氢线和1665兆赫氢线之间的波段。人们将其称为“水孔”。交流可能会采取类似摩尔斯电码的点和线的形式。望远镜朝向可能与太阳同类的星体,并且已经扫描到了几个小时的无线电“咝咝声”。至于信息目前依然一无所获。

“伽利略号”使命(1995年)

美国国家宇航局(队长:迈克尔·贝尔顿)

1995年12月7日,“伽利略号”宇宙飞船开始绕木星运行,5年后还在返回数据,因此可以详细观察木星。成百上千次越过木星的四个大卫星——木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——使得不用单独绕每个卫星运行就能准确绘出各个卫星的地图。对木卫一和木卫二的研究特别富有成效。

木卫一上的火山喷发将气体泻入木星的磁气圈中。“伽利略号”在木卫一表面900千米范围内飞行,测量到复杂的磁场和等离子流。木卫一的引力场改变宇宙飞船运行的方式表明,卫星具有一个大金属核,上面覆盖着一层部分熔化的岩石,顶层是像火山一样活跃的薄外壳。潮汐加热维持木卫一的多数部分处于熔化状态。“伽利略号”质量极高地拍摄了木卫一明亮的坑坑洼洼的黄色表面。可以清晰地看见热点,那是高达400千米的火山热柱。

发自木卫二的引力数据表明它具有一层厚150千米的冰“外--壳”。放射性衰变和潮汐力加热了下面的岩石层。不仅木卫二的表面显示有各种各样与冰相关构造活动的详细结构,而且加热也确保了冰外壳保持地理上的活跃。所见到的表面冰主要断裂可能是木卫二自转周期与公转周期不吻合造成的。木卫二表面下很可能有一个很深的宽阔海洋。遗憾的是,证明这一点的惟一途径是在表面进行雷达测量。“伽利略号”使命可能最重要表明的真正价值,它使有些科学家提出木卫二海洋可能存在原始生命形式。

火星微体化石(1996年)

戴维·麦凯

20世纪30年代,爱沙尼亚天文学家厄恩斯特·朱利叶斯·奥皮克推测,任何大型陨石堆都会包含一些月球爆炸物和一些火星爆炸物。SNC陨石是火星陨石,以印度的舍戈第、埃及的纳科拉和法国的沙西尼名字命名。它们在13亿年到2亿年前结晶为火山岩石,当时火星是地球附近惟一火山活动频繁的天体。这些陨石还含有类似火星大气但不同于地球大气的另一种形式的氮。

ALH84001号陨石是另一个火星陨石,于1984年12月27日在南极洲发现,过去13000年间它一直搁置在埃伦山区纯洁的冰上。它含有橙棕色碳酸盐球体、磁铁矿和多环芳香碳氢化合物。这些物质可以用许多方法制成,也可以通过生命的衰变形成。美国国家宇航局约翰逊宇宙中心戴维·麦凯率领的研究组借助电子扫描显微镜研究放大20万倍的这颗陨石,发现一个类似地球毫微细菌的非常短的微体化石,研究有了重大突破。这颗虫子般的化石具有分段结构,其宽度约为一根人发的百分之一。

研究小组写了一篇论文,阐述有关“ALH84001号”陨石生物活动的证据。详细情况在1996年8月7日的新闻发布会上进行了讨论。媒体兴奋异常,但科学家们显得更矜持。他们探讨的大多是地球污染物和水的改造、陨石穿过地球大气时形成碳酸盐的可能性以及更像地球而非火星的硫磺同位素的合成。

更为重要的是,人们对火星生命存在的可能性兴趣大增。旨在挖掘探索火星表面以下是否存在火星生命的太空探险也得到优先考虑。

月球上的水(1998年)

美国国家宇航局(主要研究者:艾伦·宾德)

水是维持生命的必需品。一般认为温暖的液体水的存在是产生生命的根本。我们生活的地球上有许多温暖的液体水:如果板块构造不再形成山脉,那么水和风的侵蚀最终将磨平地球的整个表面,使它淹没在2.8千米的水中。

地球上的水显然有两个来源。构成水星、金星、地球、月球、火星和小行星带的岩石在形成过程中本来就含有大量储存的水。如果气温上升至800℃以上,例如,通过放射性加热,岩石就会“破裂”,水也就会释放出来。彗星一半以上的质量是冰。因此彗星的冲击力也会将水带到行星表面。

因此金星和火星过去表面是湿的。至于金星,其高温与紫外线能量将水分解为羟基(OH)和氢(H),这些成分会慢慢逃离行星的引力场。火星也失去大量水分,其中相当数量的水可能以永久冻结带的形式存在于地表之下。

1998年初美国“月球勘探者号”宇宙飞船被发射到绕月球高100千米的轨道。飞船每次飞过月球北极和南极时,船上的中子谱仪识别出缓慢移动的中子。这些中子是宇宙光反射氢原子产生的。人们认为氢的“家”很可能是水分子。月极附近有些深环形山永远处于黑暗中。它们的气温极低,附近释放的任何水都会马上冻结为固体。“月球勘探者”发现极地某处有1100万到33亿吨冰。如果开拓月球的话,这可能非常有用。

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