水是由氫和氧這兩種元素構(gòu)成,而在宇宙中,氫和氧都是很常見的元素,并且它們也很容易發(fā)生反應(yīng)生成水分子,所以水在宇宙中其實(shí)算不上什么稀有物質(zhì)。這就令人好奇一個(gè)問題,既然如此,那在宇宙中會(huì)不會(huì)存在幾乎完全由水構(gòu)成的星球呢? 答案是肯定的,因?yàn)樵谖覀兲栂抵?,就有這樣一顆星球,它距離我們只有十幾億公里,其構(gòu)成物質(zhì)有大約94%都是水,只不過由于溫度很低的原因,這顆星球上的水都是處于凍結(jié)狀態(tài)。 這顆太陽系中的“大水球”,就是土星的第五大衛(wèi)星——“土衛(wèi)三”(Tethys)?!巴列l(wèi)三”的直徑約為1062公里,但其質(zhì)量卻只有大約6.1749 x 10^20千克,僅僅相當(dāng)于月球的大約0.8%,為什么會(huì)這樣呢?除了它的體積相對(duì)較小之外,還有一個(gè)重要的原因就是,它的密度很低,大約只有0.984克/立方厘米。 實(shí)際上,在已知太陽系里所有具有固態(tài)表面的星球中,“土衛(wèi)三”的密度是最低的,之所以會(huì)這樣,其實(shí)就是因?yàn)闃?gòu)成這顆星球的物質(zhì),幾乎全部都是水冰,這樣的情況也使得“土衛(wèi)三”的反照率相當(dāng)高,以至于早在17世紀(jì),人們就發(fā)現(xiàn)了它的存在。 時(shí)至今日,我們對(duì)“土衛(wèi)三”已經(jīng)有了一定程度的了解,根據(jù)已知的探測(cè)數(shù)據(jù),“土衛(wèi)三”有一個(gè)相對(duì)很小的巖石核心,其半徑最多不超過145公里,質(zhì)量大約只占“土衛(wèi)三”的6%,而其余94%的質(zhì)量,則幾乎全部都是水冰,這么多的水是哪里來的呢?我們接著看。 目前的主流理論認(rèn)為,太陽系形成于一片巨大的原始星云,在大約46億年前,這片星云發(fā)生了引力坍縮,其中的物質(zhì)開始不斷地向中心區(qū)域聚集,隨著物質(zhì)密度和溫度的不斷升高,太陽首先在星云中心區(qū)域形成,而殘余的物質(zhì)則形成了一個(gè)圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的盤狀結(jié)構(gòu),經(jīng)過不斷碰撞和吸積,這些物質(zhì)最終形成了太陽系中的各種星球。 在此過程中,由于太陽在源源不斷地釋放出熱量,因此在距離太陽較近的區(qū)域內(nèi),水只能以氣態(tài)的形式存在,不容易被吸積,而在太陽能量的驅(qū)動(dòng)下,這些水就會(huì)大量地向外逃逸,隨著距離的增加,太陽的熱輻射也會(huì)不斷減弱,所以當(dāng)距離達(dá)到一定程度時(shí),這些水就會(huì)凍結(jié)成冰,變得容易吸積。 也正是因?yàn)槿绱?,那些形成于距離太陽比較遠(yuǎn)的區(qū)域中的星球,通常都會(huì)含有大量的水,例如我們比較熟悉的“土衛(wèi)六”,就是這樣的星球,而作為這些星球中的一員,“土衛(wèi)三”當(dāng)然也可以含有大量的水。 但問題是,已知太陽系中富含水的星球,含水量通常都不會(huì)超過自身質(zhì)量的50%,而像“土衛(wèi)三”這樣含水量高達(dá)94%的“大水球”,卻是“只此一家,別無分號(hào)”,這又是為什么呢? 對(duì)于這個(gè)問題,一個(gè)合理的猜測(cè)就是,或許“土衛(wèi)三”是一顆富含水的星球留下的殘骸,在遙遠(yuǎn)的過去,它的“前身”經(jīng)歷了一次猛烈的撞擊,這導(dǎo)致了其厚厚的冰層被撞出去了很大一部分。 而在接下來的時(shí)間里,這部分冰層逐漸演化成了另一顆星球,也就是現(xiàn)在我們所看到的“土衛(wèi)三”。當(dāng)然了,這只能說是一種猜測(cè),實(shí)際情況是否真是這樣,現(xiàn)在的我們并不能確定。 值得一提的是,科學(xué)家認(rèn)為,“土衛(wèi)三”并沒有像“土衛(wèi)六”那樣的由液態(tài)水構(gòu)成的“冰下海洋”,這是因?yàn)樗膬?nèi)部不存在足夠的熱量。 簡(jiǎn)而言之,“土衛(wèi)三”圍繞土星公轉(zhuǎn)的軌道偏心率小于0.01,基本上就是一個(gè)圓形,這就意味著,在它的公轉(zhuǎn)過程中,土星的引力并不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生明顯的“潮汐加熱”作用。 另一方面來講,“土衛(wèi)三”的巖石核心又很小,其中的放射性元素衰變時(shí)產(chǎn)生的熱量也很有限,僅憑這些熱量,根本不足以維持“冰下海洋”的存在。 因此可以說,“土衛(wèi)三”是一顆完全凍結(jié)起來的星球,盡管構(gòu)成它的物質(zhì)有大約94%都是水,但即使是從理論上來講,在這顆星球上,都不可能存在生命??梢韵胂蟮氖?,或許在不太遙遠(yuǎn)的未來,太陽系的這顆“大水球”,將會(huì)成為人類在太空中大量獲取水的來源。 |
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