太阳系中的有趣科学

周煦之 田晖

目录

  • 1 引言
    • 1.1 太阳系天体概览
    • 1.2 行星的运动
    • 1.3 日心说的提出
    • 1.4 太阳系各大行星运行规律
  • 2 行星轨道与万有引力
    • 2.1 谷神星的故事
    • 2.2 海王星的故事
    • 2.3 冥王星的故事
    • 2.4 三体问题
    • 2.5 混沌系统
    • 2.6 拉格朗日点
  • 3 万有引力的梯度:潮汐
    • 3.1 潮汐力与洛希极限
    • 3.2 潮汐锁定
    • 3.3 逆行的海卫一(Triton)
    • 3.4 火星的卫星们(Phobos & Deimos)
    • 3.5 木星系与潮汐
  • 4 逐梦火星
    • 4.1 火星的早起观测
    • 4.2 火星的温度和大气成分(一)
    • 4.3 火星的温度和大气成分(二)
    • 4.4 第一次成功飞越火星
    • 4.5 第一次成功环绕火星(一)
    • 4.6 第一次成功环绕火星(二)
    • 4.7 登陆火星
    • 4.8 火星上的“蓝莓”
    • 4.9 火星上的水
    • 4.10 寻找火星表面的液态水
  • 5 温室效应与冰室效应
    • 5.1 火星大气逃逸(一)
    • 5.2 火星大气逃逸(二)
    • 5.3 金星大气的演化
    • 5.4 土卫六勘测
    • 5.5 火星地球化(一)
    • 5.6 火星地球化(二)
    • 5.7 金星地球化
  • 6 外太阳系
    • 6.1 向外太阳系进发
    • 6.2 日球层
    • 6.3 木星系
    • 6.4 土星系(一)
    • 6.5 土星系(二)
    • 6.6 天王星系与海王星系
  • 7 行星磁层与辐射带
    • 7.1 木星的发现与认识
    • 7.2 土星与天王星
    • 7.3 电离辐射
    • 7.4 宇宙射线
    • 7.5 范艾伦辐射带
    • 7.6 木星辐射带
    • 7.7 天王星季节
    • 7.8 各天体的物质构成
    • 7.9 木星的成分
    • 7.10 潮汐加速与潮汐减速
    • 7.11 火星探测
    • 7.12 木星的结构
    • 7.13 木星的温度
    • 7.14 状态方程与相图
    • 7.15 木星的内部结构
  • 8 太阳系小天体
    • 8.1 核心吸积理论(一)
    • 8.2 核心吸积理论(二)
    • 8.3 木星的形成
    • 8.4 系外行星探测(一)
    • 8.5 系外行星探测(二)
    • 8.6 系外行星探测(三)
    • 8.7 小行星带天体与柯依伯带
    • 8.8 彗星
    • 8.9 小行星的形成
    • 8.10 小行星的分布
    • 8.11 陨铁
    • 8.12 石铁陨石
    • 8.13 彗星的起源
    • 8.14 妊神星的故事
    • 8.15 塞德娜的故事
  • 9 探索太阳
    • 9.1 研究太阳的意义
    • 9.2 太阳的结构
    • 9.3 太阳爆发
    • 9.4 太阳活动周
    • 9.5 太阳探测
  • 10 寻找地外生命
    • 10.1 外星生命
    • 10.2 宜居星球
    • 10.3 生命起源
    • 10.4 外星文明
    • 10.5 费米悖论
  • 11 阅读
    • 11.1 阅读
  • 12 问卷调查
    • 12.1 问卷调查
宜居星球
  • 1 视频
  • 2 章节测验


生命对环境的基本要求?

液态水,能量,合适的化学反应

为什么水是生命之源?

(1)液态水是很好的溶剂

  • 可溶解离子化合物和极性分子

  • 促使各种生化反应的发生

  • 有助于细胞间的物质输运

(2)水可直接参与多种代谢过程


据CNBC报道,NASA在土卫二的喷射羽流中观测到氢分子,暗示土卫二表面冰层下的海洋中存在热液活动。这些海底热泉有可能成为小生物(例如细菌)茁壮成长的理想场所。

科学家在地球上也发现了类似的海底热泉(hydrothermal vents),而这些海底热泉通常都是很多深海生物的栖息之地。海底热泉好似海底的间歇泉,沿着海底山脊或开口形成。在这些地区,寒冷的海水与灼热的岩浆 混合,产生氢气。这一化学过程为多种微生物提供生命滋养。有专家认为地球上最早的生命可能就起源于海底热泉。同理,在土卫二上观察到海底热泉让科学家猜想。在这颗遥远卫星的海底也有可能存在生命。

“(新发现)让土卫二上存在生命的想法更接近现实。如果把地球的微生物放到那里,它们有可能存活下去。”圣安东尼奥西南研究所调查员Hunter Waite说。

NASA的卡西尼号航天器自2004年以来一直对土星系统进行探测。卡西尼-惠更斯号(Cassini-Huygens)是美国国家航空航天局、欧洲空间局和意大利航天局的一个合作探测计划,主要任务是对土星系统进行空间探测。卡西尼号(Cassini)是卡西尼-惠更斯号的一个组成部分,自1997年10月发射升空以来,已服役20年。

上世纪70年代,人们发现土卫二上存在冰下海洋。后来卫星表面羽状喷射的发现引发人们更大的兴趣。 卡西尼号在这些羽流中发现很多令人激动的成分,包括甲烷等有机物。甲烷通常被认为是与生命相关的分子。目前科学家已经在土卫二上发现了六种生命元素中的四 种:碳、氢、氮和氧,只有磷和硫还未被观测到。

为了探究土卫二上是否存在氢分子,卡西尼号在2015年10月对卫星南极附近的一处羽流作近距离取样观测。最近观察点距离卫星地仅30英里,这是人类航天器对土卫二距离最近的一次观测。