假如木星可以住人
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這顆巨行星是如此恐怖:風暴常年肆虐,還沒有可以落腳的陸地!即便如此仍想移居其上?那讓我們來深入分析看看有無可行性……
理論上,去木星度假絕不是個值得推薦的主意。
這個特大號行星到太陽的距離是日地距離的5倍,接收到的來自太陽的光線和熱量僅有地球的二十七分之一;-150 ℃ 的溫度已經是最接近「熱帶天堂」的了——至少在高空如是,因為木星腹地,宛如地獄。
當你從上往下穿過木星最外的雲層,立刻就會有狂暴的氣旋撲面而來,把你捲入或黃或紅或褐的山嶽與溝壑;它們綿延千里,實際上是旋轉的雲層, 覆蓋範圍有時甚至大過整個地球。
雲層下的風速超過 600 千米 / 時, 而 比 尋常地球雷暴狂怒千倍的閃電撕裂著天空。顯然,在有時間說出「哎呀!這裡開始變熱了……」之前,你已妥妥是外焦里脆的「人渣」了。
從某種程度上來說,木星可被視為一顆「失敗的恆星」(褐矮星)。它和太陽頗為相似,都是一團特別特別巨大的、主要由氫和氦構成的氣體球。儘管木星的體積還遠不足以「自燃」,但其質量好歹也達到了太陽系其他行星總和的2.5 倍:這無比龐大的質量使得木星深處氣壓巨大,而氣體受自重影響壓縮生熱則進一步促成了可怕的高溫。
任何岩質行星若有這樣的大氣層積壓其身,恐怕早被碾碎並消融於氣體塵埃中了。木星固體表面說不定就是被自己的大氣層吃掉了!天啊……這樣的度假計劃還是放棄為好,不是嗎?
三寸天堂?
倒也不用急著下結論。從木星大氣層頂端到該行星中心地帶,溫度經歷了從 -150℃到大約 20000℃的巨變,那麼在這兩個溫度之間,應當存在一處溫度相對宜人的地方吧?
猜對了!正如前文所述,木星可以自己生熱,保護自己的大氣層不會因為遠離太陽而發生凍結。「雲霧層」——也就是肉眼可辨的木星球體邊界——之下幾十千米處,對生命存活所必需的有機化合物而言,環境足夠適宜。
而這些分子在巨行星的大氣層中取之不盡!它們多基於甲烷、氨、苯及其他含硫化合物形成。當然也少不了另一種生命必需成分:水。
實際上,該高度的環境條件與地球海洋十分類似:此處的大氣層密度為 800 克 / 升,與液態水的密度 1000 克 / 升相近;氣壓則與地球海平面以下100 米深處的壓強相當。那麼這裡是否有生命存在呢?
40 年前,兩位該領域的卓越先賢已針對這一問題玩過「假如」遊戲,本文就不從頭來過了。簡而言之,巨行星大氣層專家埃德溫·薩爾皮特(Edwin Salpeter)和兼具天文學家、天才科普作家等頭銜的卡爾·薩根(Carl Sagan)曾經自娛自樂地推演過在木星暗流涌動的大氣層中可能存在的生命。
推演原理借鑒了地球上的食物鏈:植物或細菌可以利用太陽能進行光合作用,將二氧化碳和水轉化為自身所需的養分;然後這些生物被草食動物食用;最後是草食動物淪為食物鏈上層的肉食動物的盤中餐。
浮空的動植物群落
在木星相對溫和的地帶,一些微生物將可利用甲烷(替代二氧化碳作為碳來源)、氨氣(提供合成蛋白質所必需的氮元素,通過分享氫元素還能扮演水的角色)和微弱的光照產生養分。當然了,薩根和薩爾皮特口中這些所謂的「下沉者」微生物終將沉入木星大氣層並被烤透。
不過在此之前,足夠微小的體型使它們可以在上升氣流中保持一段時間的懸浮狀態,所以只要繁殖速度足夠快,它們的種群在高空可維持穩定——地球海洋中的浮游藻類採取的策略便是如此。
這兩位學者甚至猜想正是這些「光合」微生物使木星雲層呈現出黃色、褐色乃至紅色:因為只吸收一部分光線的物體必定會呈現出某些色彩,就如同地球植物的葉綠素那般。
在此基礎上,一些被稱作「漂浮者」的生物就以「下沉者」為食,和地球上的草食動物吃植物一樣。這些「漂浮者」的體積可比「下沉者」龐大得多,有如地球海洋中的鯨之於浮游生物。為了能漂浮在木星大氣中,其結構應當如熱氣球那般能利用浮力。
轉戰衛星?
為了讓故事的場景更完更生動,薩根和薩爾皮特設想的最後一片拼圖稱作「捕獵者」,它們身披翅膀在天空中翱翔,大肆獵食「漂浮者」。好一個荒唐的野蠻世界!
誠然,那些緊盯著木星的探測器就連「漂浮者」的影子都未曾發現過,然而誰能就此下定論呢?也許的確需要一個如地球上那般巨大的液態海洋才能令生命出現,若果真如此,那木星實在不能算是宜居……
但其衛星倒值得考慮! 因為它們都具備一種絕妙的能源:木星巨大的質量在這些衛星上產生了強大的潮汐力,將所有一切都「攪作一團」,從而使衛星內部時刻發生著撕裂、摩擦……並且生熱!結果就是木衛二上的冰層部分融化:在冰面下形成了一個深度達100 千米的海洋,體積是地球海洋的3 倍!那會否存有已在此繁衍了數百萬年的深海怪物呢?或許吧;同樣的情況也可能出現在木衛三上……
配備裝甲外殼的太空堡壘
最後,即使木星的大氣層與其衛星中都沒有生命出現, 原則上也不影響我們的移民大計。我們可以設計三個直徑略超1 千米的巨大熱氣球,把直徑3 千米的飛船運送到木星大氣層中的合適高度,這個龐大的飛船將可以容納5 萬人。
這有點像電影《星球大戰》中漂浮於貝斯坪星的雲城,除了我們的飛船理應更近似於一座深海城市(別忘了周邊大氣壓相當于海面下100 米深處的水壓)。
需要指出的是,木星龐大的質量令該高度的重力達到地球上的2.5 倍……所以要做好心理準備,地球上的體重50 千克在此瞬間變成125 千克!
「簡直沒法活!」一定有人受不了。但是在木星的「姐妹星」土星上,「宜居」高度的重力恰巧與地球上的幾乎一致,大部分人應該都能過得很滋潤。說到底該下怎樣的結論?生命必需的基礎物質與能量在巨行星系統里都很充沛。
最終需要關注的問題並不在於這些星球是否宜居,而是它們現在——或在將來的某一天——有否生命定居……
撰文 René Cuillierier
編譯 竺燁
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