水是由氫和氧這兩種元素構成,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)生反應生成水分子,所以水在宇宙中其實算不上什么稀有物質。這就令人好奇一個問題,既然如此,那在宇宙中會不會存在幾乎完全由水構成的星球呢? 答案是肯定的,因為在我們太陽系之中,就有這樣一顆星球,它距離我們只有十幾億公里,其構成物質有大約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)。“土衛(wèi)三”的直徑約為1062公里,但其質量卻只有大約6.1749 x 10^20千克,僅僅相當于月球的大約0.8%,為什么會這樣呢?除了它的體積相對較小之外,還有一個重要的原因就是,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,之所以會這樣,其實就是因為構成這顆星球的物質,幾乎全部都是水冰,這樣的情況也使得“土衛(wèi)三”的反照率相當高,以至于早在17世紀,人們就發(fā)現了它的存在。 時至今日,我們對“土衛(wèi)三”已經有了一定程度的了解,根據已知的探測數據,“土衛(wèi)三”有一個相對很小的巖石核心,其半徑最多不超過145公里,質量大約只占“土衛(wèi)三”的6%,而其余94%的質量,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,其中的物質開始不斷地向中心區(qū)域聚集,隨著物質密度和溫度的不斷升高,太陽首先在星云中心區(qū)域形成,而殘余的物質則形成了一個圍繞太陽旋轉的盤狀結構,經過不斷碰撞和吸積,這些物質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,水只能以氣態(tài)的形式存在,不容易被吸積,而在太陽能量的驅動下,這些水就會大量地向外逃逸,隨著距離的增加,太陽的熱輻射也會不斷減弱,所以當距離達到一定程度時,這些水就會凍結成冰,變得容易吸積。 也正是因為如此,那些形成于距離太陽比較遠的區(qū)域中的星球,通常都會含有大量的水,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,含水量通常都不會超過自身質量的50%,而像“土衛(wèi)三”這樣含水量高達94%的“大水球”,卻是“只此一家,別無分號”,這又是為什么呢? 對于這個問題,一個合理的猜測就是,或許“土衛(wèi)三”是一顆富含水的星球留下的殘骸,在遙遠的過去,它的“前身”經歷了一次猛烈的撞擊,這導致了其厚厚的冰層被撞出去了很大一部分。 而在接下來的時間里,這部分冰層逐漸演化成了另一顆星球,也就是現在我們所看到的“土衛(wèi)三”。當然了,這只能說是一種猜測,實際情況是否真是這樣,現在的我們并不能確定。 值得一提的是,科學家認為,“土衛(wèi)三”并沒有像“土衛(wèi)六”那樣的由液態(tài)水構成的“冰下海洋”,這是因為它的內部不存在足夠的熱量。 簡而言之,“土衛(wèi)三”圍繞土星公轉的軌道偏心率小于0.01,基本上就是一個圓形,這就意味著,在它的公轉過程中,土星的引力并不會對其產生明顯的“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產生的熱量也很有限,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”是一顆完全凍結起來的星球,盡管構成它的物質有大約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?,或許在不太遙遠的未來,太陽系的這顆“大水球”,將會成為人類在太空中大量獲取水的來源。 |
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