• JK

    請問尾段"因為生命所需的有機營養素在許多年前就已被過濾掉了"是什麼意思呢?
    感謝: )

  • 笨小艾

    為什麼生命所需的有機營養素在許多年前就已被過濾掉了呢??     > <      拜託和我說..

  • http://www.bigsound.org/portnoy Portnoy Zheng

    你好,我已經回報天文館了,天文館的專家會儘快回覆你的問題喔。

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冥王星可能有隱藏的海洋嗎?

美國航太總署(NASA)的新視界號(New Horizons)太空船目前已經是所有太空任務中離冥王星最近的,它預定將在2015年飛越冥王星期間進行探測,天文學家希望能藉由這番近距離探測,確認冥王星冰凍表層的下方式否有隱藏的液態海洋。

冥王星表面是由氮冰所組成的薄殼層,在其下方則是水冰殼層。美國加州大學聖克魯茲分校的行星科學家Guillaume Robuchon和Francis Nimmo等人計畫探究冥王星冰層下方是否有海洋存在?如果有海洋存在的話,那麼在冥王星表面可能會出現什麼樣的特徵?Robuchon等人利用電腦模擬冥王星的熱能演化模式,看看冥王星表面冰殼會如何隨其下方的海洋而改變。諷刺的是,最容易看出特徵的狀況居然是如果下方沒有海洋存在之時。

搜尋表面特徵

當球形天體自轉時,它們的角動量會使物質向赤道集中,形成凸起。如果冥王星擁有地下海洋。海洋上方的冰層將會流動,進而減低這樣的角動量拉扯所形成的凸起。因此,冥王星維持在自轉速度比較快時所造成的原始比較凸起的外觀,便顯示它缺乏海洋。Nimmo表示:根據他們計算,如果真的維持這種原始凸起外觀的話,那麼它將比冥王星的平均海平面還高10公里左右,以現在的科技而言,可以直接偵測到,當然也可以從新視界號拍攝的冥王星影像直接測量出來。

新視界號於2006年發射,預定將在2015年4月飛掠冥王星,除了測定冥王星的外觀輪廓、表面特徵和組成成分之外,它還將研究冥王星表面溫度、大氣組成、在冥王星附近的太陽風狀況等。由於冥王星距離太陽非常遙遠,且環繞太陽一週長達248年,絕大部分時間都維持在低溫狀態;當溫度稍有改變,就會改變冥王星體積,進而使得表面所受張力或壓力改變。地下有海洋,通常會造成張力增加而使冰被拉扯;若地下是固態的,則通常是受到壓力而被擠縮;這種改變通常是全球性而非局部區域。若冥王星冰殼下有海洋,從冥王星的這些特徵,也可以瞭解冥王星地下是否有海洋。

不過,這只是「理想上」,因為要進入環繞冥王星的軌道相當複雜,因此新視界號只能從旁飛掠冥王星,所以它無法繪製冥王星整個表面的地圖。只能藉由最接近冥王星的前後約3個月左右,盡可能拍攝冥王星的影像,以供科學家分析。當新視界號最接近冥王星時,距離僅有12,500公里,解析度約為每像素相當於62公尺,所以只要是規模大於80公尺的山脈或山谷都可被解析出來;這數字看起來仍很粗造,但已經比哈柏太空望遠鏡所能得的冥王星表面最佳解析度還高10倍以上了。如果新視界號可以拍到如同土衛二的冰泉這樣的特徵,那就可以更容易地確認冥王星有沒有海洋了。

冰質行星上的水

冥王星到太陽的距離,比地球還遠40倍左右,似乎不太可能擁有海洋,即使在冥王星地底亦然。但如果冥王星有來自內部的熱能,便可能加熱水冰使其融化成海。

來自冥王星內部的熱能來源,最可能的就是放射性同位素的衰變。而在所有放射性同位素中,這些研究人員發現鉀同位素是最重要的。若冥王星核心擁有足夠的鉀同位素,就足以融化其上方的冰層。根據Robuchon等人的計算,只需在早期太陽系形成的隕石中所含有的鉀同位素豐度的1/10,就可以達到融化冰層的目的,因此Robuchon等人認為很有希望是因為這種狀況而使得冥王星擁有地下海洋。

形成海洋與否,其中最關鍵的因素就是冰的黏滯性。黏滯性較低、如融雪般泥濘的冰層較容易吸收來自下方水體的熱能,導致海洋凍結。黏滯性較高、比較堅硬結實的冰殼,則不易吸收下方水體熱能,得以使海洋保持原貌。

根據Robuchon等人的模擬,遍及全冥王星的海洋,平均深度將可達165公里,包覆在海洋以外的冰殼,厚度也差不多是165公里左右。

適居區增加

科學家一向認為水是目前已知生物最必須的物質,所以當搜尋恆星周圍的適居區時,著眼的就是恆星周圍的溫度恰好使液態水存在於岩質行星的區域。

在我們太陽系中,適居區約包含金星、地球到火星軌道的範圍,但天文學家已經證明液態水也可以存在於適居區外。例如:木星衛星中的木衛二(歐羅巴,Europa)、木衛三(加尼米德,Ganymede)和木衛四(卡利斯多,Callisto)就可能在其冰殼下方有海洋存在;土星衛星中的土衛六(泰坦,Titan)也出現似有地下海洋的特徵。

根據Nimmo的說法,即使冥王星有海洋也不太可能存在生命,因為生命所需的有機營養素在許多年前就已被過濾掉了。不過,如果像冥王星這樣的矮行星可以擁有地下海洋,那麼在冥王星軌道附近的古柏帶(Kuiper belt)中,很可能有其他類似天體可能不僅有地下海洋而且還有有機營養素,是個適合生物生存的地方;如此一來,太陽系中的「適居區」數量將遠超過科學家原本的猜想,也將改變目前天文生物學尋找外星生命的目標。

資料來源:Pluto’s Hidden Ocean[2011.11.17]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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