如果太阳系中的所有行星都参加一场模仿地球的比赛,那么土卫六(泰坦)将脱颖而出。当然,人类如果直接前往这颗土星最大的卫星,没有补充氧气和防寒保护(寒冷至零下 290 华氏度),他们会瞬间死亡,但这并不应忽视它与地球的相似之处。由于拥有丰富的有机分子和与地球相似的天气模式,科学家们认为土卫六是寻找地外生命最有可能的栖息地之一。
问题是,它距离我们近十亿英里。
美国宇航局的卡西尼号(Cassini)探测器在与土卫六一同绕土星运行时,曾捕获了十多年的数据。并且在 2026 年,该机构计划发射一架名为“蜻蜓”(Dragonfly)的无人机,它将扫描这颗卫星的表面,寻找可能将无生命物质变成生命的化学过程的迹象。然而,该任务要到 2034 年才能着陆。
在此期间,一个由南卫理公会大学(Southern Methodist University)的化学家领导的研究团队正在地球上研究这些相同的过程。在一个完全非天体的达拉斯实验室里,他们创造了他们称之为“试管中的泰坦”:在一个小小的玻璃圆筒中复制了一个遥远、奇特的宇宙环境。
熟悉的景象
当然,这并非易事。就连该实验的主要研究员 Tomče Runčevski 也承认,他们无法完全理解那个环境。“模仿土卫六极其困难,”他在美国化学学会(American Chemical Society)的秋季会议上说,并承认他们甚至不知道那里存在多少种化学物质。但他补充说,“从零开始开始,然后再在此基础上进行构建,要好得多。”
我们所知道的是,在这层遮蔽下方世界的浑浊橙色烟雾下,土卫六是一个奇妙的地方。它是唯一拥有厚重大气层的卫星,其大气层与地球一样,主要由氮组成。它也是已知的唯一一个拥有液态河流、湖泊和海洋的(除地球外)天体——尽管它们显然不是由水(H2O)组成的,水在远高于土卫六的温度下就会结冰。“地球上有水,”Runčevski 说。“在土卫六上,水扮演着同样的角色的,是甲烷。”
这些溪流和水池造就了一种与我们赖以生存的水文循环相似的气候。甲烷从地表蒸发,在大气中凝结,然后以雨水的形式落回原来的水库。这就像我们母星早期的一个翻版,在那里,这些相同的现象以某种方式催生了我们今天所见的世界。如果这里发生过,为什么那里就不会发生呢?
生命的基石
在试管中复制了这些特征后,研究人员加入了两种碳基化合物,据信它们与甲烷混合在一起:乙腈(acetonitrile)和丙腈(propionitrile)。尽管它们是常见的有机溶剂,任何化学家都很熟悉,但它们固态的结构却知之甚少。但 Runčevski 和他的同事们发现,在土卫六上,它们通常是极化的矿物晶体,可以作为其他有机化合物组装的模板——这种聚集有可能产生生命物质。
然而,Runčevski 没有推测外星生命存在的可能性,而是更愿意专注于揭示其起源的奥秘。“在我看来,目前我们无法回答这个问题,”他说。“关于导致生命的基本要素还有很多东西需要学习——土卫六上有什么,地球上生命开始时有什么。”更深入地了解像乙腈和丙腈这样的化合物在不同情况下如何表现,可以帮助模拟生命起源前的化学反应。
对这颗卫星状况的更清晰认识——其地形的性质,存在的化学物质及其形态——也可以为“蜻蜓”任务提供有用的见解。“我们将了解地球的近亲,我相信这非常重要,”Runčevski 说,并重申土卫六可能是我们在寻找银河系邻居方面的最佳选择。“为了探测到生命,为了理解它……我们需要更多地了解它的表面会是什么样子。”















