生命從何而來(lái)？這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)被各方各界爭(zhēng)執(zhí)了數(shù)千年。宗教人士贊成神創(chuàng)論，自然科學(xué)堅(jiān)定認(rèn)為生命由宇宙自然演化產(chǎn)生，然而四十億年之前地球究竟如何從一片洪荒之中誕生出生命的種子，卻仍舊是個(gè)未知數(shù)。也正因此，一部分學(xué)者將目光放到了地球之外，有沒(méi)有一種可能，生命其實(shí)是誕生于其他天體之上，被那些彗星和流星裹挾來(lái)到地球上繁衍生息的呢？

外來(lái)生命假說(shuō)并非空穴來(lái)風(fēng)。鑒于一些天體上已經(jīng)探測(cè)到了各種有機(jī)分子，例如氨基酸、核苷酸等，而這些有機(jī)分子也常被認(rèn)為是生命起源的基礎(chǔ)。加之流星和彗星等天體在太陽(yáng)系中漫游，有可能在地球早期當(dāng)它們進(jìn)入大氣層或著陸地球時(shí)，便將生命種子帶入了地球。而這一假說(shuō)同時(shí)也暗示著，宇宙當(dāng)中應(yīng)該存在著孕育生命的溫床。

(資料圖片)

一、不太尋常的生命起源

雖然恒星宜居帶的類地行星一般被作為理想的生命誕生地，但一些另辟蹊徑的天文學(xué)家，卻將目光移向了更為次級(jí)數(shù)量卻更為龐雜的另一種天體——衛(wèi)星。

這些質(zhì)量遠(yuǎn)小于恒星的天體，在宇宙中其實(shí)是更為普遍的存在。太陽(yáng)系中只有一顆恒星，8顆行星，但是已經(jīng)確定的衛(wèi)星卻有224顆。并且宇宙中的這些衛(wèi)星中的很大一部分，可能都有液態(tài)水——目前認(rèn)為孕育生命所必需的化合物——存在于表面或者內(nèi)部。在太陽(yáng)系中，木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四以及土衛(wèi)二、土衛(wèi)四、土衛(wèi)六上都顯示出內(nèi)部存在液態(tài)水的跡象，而神奇的土衛(wèi)六，甚至在表面坐擁大量液態(tài)有機(jī)物。

發(fā)布在美國(guó)天文學(xué)會(huì)旗下期刊《美國(guó)天文學(xué)會(huì)研究簡(jiǎn)報(bào)》上的一篇文章，探討了一種新的生命起源方式，即生命起始于那些宇宙早期就大量形成的類似土衛(wèi)六的攜水衛(wèi)星。

圖/惠更斯號(hào)探測(cè)器由卡西尼號(hào)探測(cè)器攜帶，于2004年12月24日與母船分離，飛往土衛(wèi)六，成功軟著陸。版權(quán)：NASA

衛(wèi)星往往伴隨著恒星和行星一同形成，其中有一些具有同地球類似的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。雖然同恒星的距離可能會(huì)影響其表面的水資源情況，但卻很少會(huì)影響其內(nèi)部的水。這就使得存在大量的衛(wèi)星，其內(nèi)部存有大量的液態(tài)水，并且可以在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)一直保持一個(gè)較為適宜的環(huán)境狀態(tài)，或許使得簡(jiǎn)單生命在這種衛(wèi)星內(nèi)部誕生成為了可能。

雖然在宇宙最早期，金屬元素占比還十分少。但隨著星系間天體不斷演化，金屬豐度逐漸提升，同時(shí)這種類型的衛(wèi)星數(shù)量也越來(lái)越多，逐漸使得最早的生命形式出現(xiàn)在土衛(wèi)六衛(wèi)星上的幾率不斷攀升。土衛(wèi)六這樣表面存在有大量液態(tài)有機(jī)物的天體，或許也為不同于地球形式的生命誕生提供了可能性。

不僅如此，在詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空并展開(kāi)觀測(cè)之后，科研人員利用其搭載的高精度光譜分析儀以及高靈敏度的紅外探測(cè)器，在望遠(yuǎn)鏡傳回的觀測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了許多有趣的新結(jié)論。比如賓夕法尼亞州立大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一批同銀河系質(zhì)量相當(dāng)，但是卻存在于大爆炸之后宇宙初期僅5至7億年的大質(zhì)量星系；康奈爾大學(xué)的研究人員則發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有非常高的金屬豐度的古早星系——誕生于大爆炸后14億年，卻擁有同太陽(yáng)相當(dāng)?shù)慕饘僭乇壤@些發(fā)現(xiàn)或許都在暗示我們，人類對(duì)于早期宇宙的演化情況或許仍舊存在許多誤解，這個(gè)時(shí)空的演化和迭代速度可能遠(yuǎn)比我們所設(shè)想的要快許多。

因此，如果能夠在土衛(wèi)六上發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單生命結(jié)構(gòu)存在或者曾經(jīng)存在的跡象，那或許將徹底改變?nèi)藗儗?duì)于生命起源的看法。因?yàn)檫@意味著自宇宙誕生至今，在無(wú)數(shù)的早期攜水衛(wèi)星上，或許都能夠誕生簡(jiǎn)單的生命形式，從而為生命播撒向廣大的宇宙之中提供了基礎(chǔ)。由此也將推斷出，宇宙中存在生命的天體將遠(yuǎn)比之前所設(shè)想的要多得多。

圖/惠更斯號(hào)探測(cè)器于北京時(shí)間2005年1月15日發(fā)回首批數(shù)據(jù)，包括土衛(wèi)六的影像資料。版權(quán)：NASA

二、名為泰坦，卻并非滅霸故鄉(xiāng)

土衛(wèi)六又名泰坦，是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽(yáng)系內(nèi)第二大的衛(wèi)星，直徑約為5150千米，甚至比水星還要大一些。1655年，荷蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯在用天文望遠(yuǎn)鏡觀察土星時(shí)，意外注意到了土星旁邊的土衛(wèi)六，這是這顆衛(wèi)星首次進(jìn)入人類的視野范圍內(nèi)。

土衛(wèi)六是太陽(yáng)系中最迷人的景區(qū)之一——如果真的可以去旅游的話。這兒也是除了地球之外人類唯一探測(cè)到表面具有穩(wěn)定液體的世界，這些液體在土衛(wèi)六表面形成了河流、湖泊和海洋。只不過(guò)這些液體并非水，而是液態(tài)的甲烷和乙烷。這也使得土衛(wèi)六具有著同地球非常相似的天氣特征——蒸發(fā)、降水構(gòu)成的液體循環(huán)。

同時(shí)，有機(jī)塵暴侵蝕了土衛(wèi)六的表面，塑造出豐富多樣的地貌特征，探測(cè)器在這顆衛(wèi)星上找到了包括山脈、平原、盆地、火山和撞擊坑等一系列結(jié)構(gòu)。在土衛(wèi)六上曾發(fā)現(xiàn)一座高達(dá)1000米的休眠冰火山，其周圍被巨大的沙丘所環(huán)繞，且具有深達(dá)1200米的火山口。這是人類目前在衛(wèi)星上探測(cè)到的最大的冰火山之一。當(dāng)其爆發(fā)時(shí)，會(huì)釋放出大量熾熱的融冰和氣體。土衛(wèi)六的南極區(qū)域還有一個(gè)非常大的湖泊——克拉肯海，這是太陽(yáng)系中最大的液態(tài)甲烷湖泊。

由于潮汐鎖定，土衛(wèi)六自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期是一致的，同月球是相似的。也就是說(shuō)，土衛(wèi)六有一面永遠(yuǎn)朝向土星，另一面則永遠(yuǎn)背向土星。土衛(wèi)六擁有一個(gè)厚厚的大氣層，主要由氮?dú)鈽?gòu)成，還含有一些甲烷和其它氣體。這個(gè)大氣層非常密集，壓強(qiáng)約為地球的1.45倍。

土衛(wèi)六表面接收到的太陽(yáng)光能量大約只有地球的1%，并且這些能量在到達(dá)地面之前大多會(huì)被大氣中的成分吸收，因此其表面非常寒冷。不過(guò)好在大氣中的甲烷等溫室氣體成分在土衛(wèi)六表面產(chǎn)生了較強(qiáng)的溫室效應(yīng)，否則其表面溫度將會(huì)更低。

在土衛(wèi)六的大氣中，氮?dú)馐亲钪饕臍怏w，占比高達(dá)97%，是太陽(yáng)系內(nèi)唯一一顆除地球外大氣中富含氮?dú)獾男乔颉Ｓ捎诒砻鏈囟葮O低，土衛(wèi)六大氣中只有少量水蒸氣存在于平流層中。

有機(jī)化合物氣體組成的云層通常覆蓋著土衛(wèi)六表面1%左右的范圍，不過(guò)歷史上也曾觀測(cè)到云層增加到覆蓋率8%的情況，這同土衛(wèi)六表面的氣候變化有直接關(guān)系。2022年11月，韋布望遠(yuǎn)鏡與地面的凱克望遠(yuǎn)鏡曾協(xié)同觀測(cè)到了土衛(wèi)六表面云層快速變化的圖像。

圖/土衛(wèi)六的南極區(qū)域還有一個(gè)非常大的湖泊——克拉肯海（Kraken Mare），這是太陽(yáng)系中最大的液態(tài)甲烷湖泊。版權(quán)：NASA

三、表面冰窟，內(nèi)部溫床

土衛(wèi)六的表面溫度極低，平均溫度只有-179℃，部分地區(qū)常年溫度低于-200℃，土衛(wèi)六南極地區(qū)發(fā)現(xiàn)的火山口附近的溫度比其他區(qū)域稍高一些，但也只有-160℃左右。極端的嚴(yán)寒使其表面成為了生命禁區(qū)。

雖然土衛(wèi)六表面溫度非常低，但是研究人員認(rèn)為土衛(wèi)六內(nèi)部可能存在一個(gè)液態(tài)海洋，這個(gè)液態(tài)海洋的溫度或許高于-20℃，足以為可能存在的生命提供溫暖的環(huán)境。

一部分學(xué)者認(rèn)為，土衛(wèi)六的海洋環(huán)境與地球的深海環(huán)境非常相似，而地球的深海環(huán)境中已知存在著一些生命體，這為土衛(wèi)六的海洋中存在生命提供了可能性。土衛(wèi)六的內(nèi)部海洋中或許存在大量的液態(tài)水，而這是生命存在的基本條件之一。此外，土衛(wèi)六海洋中的熱液噴口可能會(huì)釋放出各種礦物質(zhì)和有機(jī)化合物，為生命提供了營(yíng)養(yǎng)。

在地球的深海環(huán)境中存在著大量的深海熱液噴口，這是一種在海底噴出熱水和化學(xué)物質(zhì)的噴口，通常位于海底的裂縫或火山口附近。熱液噴口周圍的水溫可以達(dá)到幾百攝氏度，而且富含硫化氫、甲烷、二氧化碳等物質(zhì)。這種極端的環(huán)境條件對(duì)大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)都是致命的，但熱液生物卻能在這種環(huán)境下生存繁衍。

熱液生物是一類生活在深海熱液噴口周圍的生物。它們依靠熱液中的化學(xué)能生存，因此被認(rèn)為是一類化學(xué)合成生物。熱液生物的種類非常多樣，包括細(xì)菌、藍(lán)菌、無(wú)脊椎動(dòng)物和魚(yú)類等。它們之間形成了復(fù)雜的食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)成了一種特殊的深海生態(tài)環(huán)境。如此推理，是不是類似的生物群落也可能存在于土衛(wèi)六的海洋中？

即便如此，土衛(wèi)六上仍舊危機(jī)重重。

首先，土衛(wèi)六的內(nèi)核遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地球，這就意味著它的磁場(chǎng)很弱，導(dǎo)致土衛(wèi)六會(huì)時(shí)刻處于太陽(yáng)風(fēng)暴與其它宇宙線的轟擊之中，這對(duì)于生命來(lái)說(shuō)是極為致命的威脅。其次，土衛(wèi)六平均表面溫度低于-180℃，幾乎沒(méi)有現(xiàn)有已知的生物能夠在這樣的低溫下長(zhǎng)期生存。這顆衛(wèi)星的氣候變化可能非常極端，凱克望遠(yuǎn)鏡與韋布望遠(yuǎn)鏡先后對(duì)其表面云層的觀測(cè)研究顯示，土衛(wèi)六上空的云層活動(dòng)是非常頻繁的，使得云的形狀變化非常迅速。

四、前仆后繼的土衛(wèi)六探測(cè)者

人類對(duì)土衛(wèi)六曾幾度發(fā)射探測(cè)器進(jìn)行觀測(cè)，20世紀(jì)70年代末至80年代初，依托于先鋒11探測(cè)器、旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)任務(wù)，研究人員首次得到了土衛(wèi)六第一批詳細(xì)的觀測(cè)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星圖像。

卡西尼號(hào)探測(cè)器于2004年抵達(dá)土星，拍攝并傳回了第一張土衛(wèi)六表面的直接圖像，在2017年它進(jìn)入土星大氣層焚毀前，曾飛越土衛(wèi)六一百多次，傳回了大批土衛(wèi)六的光譜數(shù)據(jù)。

2005年1月14日，卡西尼-惠更斯號(hào)探測(cè)器降落在土衛(wèi)六地表，著陸后同卡西尼號(hào)進(jìn)行了近10分鐘的聯(lián)系，最終耗盡能源而于當(dāng)日結(jié)束了歷史使命，不過(guò)失去行動(dòng)能力之前，惠更斯號(hào)還是拍攝并傳回了人類歷史上第一張土衛(wèi)六表面照片。

美國(guó)航天局的科學(xué)家，曾在土衛(wèi)六中發(fā)現(xiàn)了一種叫做環(huán)丙烯亞基的復(fù)雜有機(jī)分子化合物。作為一種簡(jiǎn)單的“閉環(huán)”分子，環(huán)丙烯亞基可能有機(jī)會(huì)產(chǎn)生更為復(fù)雜的化合物，從而有助于創(chuàng)造生命誕生所需的條件。值得注意的是，這是一種非常活躍的化學(xué)分子，在土衛(wèi)六的大氣層中應(yīng)該會(huì)很容易發(fā)生分解。美國(guó)國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司屬下的研究中心與蘇黎世大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員，正致力于尋找土衛(wèi)六上持續(xù)產(chǎn)生環(huán)丙烯亞基的源頭，一些猜想認(rèn)為，或許正是有異于地球上的生物化學(xué)反應(yīng)在起作用，導(dǎo)致了這種物質(zhì)在土衛(wèi)六大氣中的持續(xù)存在。

目前，NASA也正在開(kāi)展一項(xiàng)名為蜻蜓號(hào)的新任務(wù)。這是一艘無(wú)人飛行器，或?qū)⒃?026年發(fā)射并于8年后降落在土衛(wèi)六上。蜻蜓號(hào)的主要任務(wù)是探索土衛(wèi)六大氣和表面，在上面尋找過(guò)去生命存在的可能跡象，以及可能適宜生物生存的生化環(huán)境。它將會(huì)同時(shí)和一架潛水探測(cè)器——“TitanAir”一同探索土衛(wèi)六外星海洋的表面和深處，這是一架類似水上飛機(jī)的小型探測(cè)器，可以利用機(jī)翼前端的毛細(xì)管“飲用”所處環(huán)境中的液態(tài)有機(jī)物來(lái)進(jìn)行探測(cè)。兩架探測(cè)器將協(xié)同探測(cè)土衛(wèi)六的諸多細(xì)節(jié)性質(zhì)。

五、不止泰坦

地表或者地下存在液態(tài)水對(duì)于太陽(yáng)系內(nèi)的衛(wèi)星來(lái)說(shuō)并不稀奇，木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四，土衛(wèi)二、土衛(wèi)六以及海衛(wèi)一都被認(rèn)為“持有”一定量的液態(tài)水——這往往也意味著生命可能存在于其表面或者內(nèi)部。

土衛(wèi)六之外， 木衛(wèi)二也是太陽(yáng)系內(nèi)尋找地外生命存在的“最佳地點(diǎn)”之一。表面覆蓋著布滿裂縫的冰層，這些冰層受到木星的引力牽拉而不斷起伏，而冰層之下則是總量超過(guò)地球儲(chǔ)量?jī)杀队杏嗟囊簯B(tài)水海洋。

部分研究認(rèn)為，這一巨大的海洋甚至可能直接與木衛(wèi)二的巖石地幔相連，因此木衛(wèi)二的海底可能比地球上的許多深海更為活躍，從而演化出形形色色的生命來(lái)。

圖/木星的伽利略衛(wèi)星。地表或者地下存在液態(tài)水對(duì)于太陽(yáng)系內(nèi)的衛(wèi)星來(lái)說(shuō)并不稀奇，比如木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四。版權(quán)：NASA

與地球和土衛(wèi)六相似的是，木衛(wèi)二也具有一層稀薄的大氣，并且主要由氧構(gòu)成。只不過(guò)木衛(wèi)二大氣中的氧氣來(lái)源同地球完全不同，不是由生物生成的，而是很可能由宇宙中的帶電粒子或者陽(yáng)光中的紫外輻射，使得木衛(wèi)二大氣中水分子分解為氫氣和氧氣，而質(zhì)量較輕的氫分子更容易逃逸進(jìn)入宇宙空間中，質(zhì)量較大的氧分子則保留了下來(lái)。

與之相似，木衛(wèi)三與木衛(wèi)四同樣具有存在于衛(wèi)星地下的大型海洋，以及表層的稀薄大氣。以往的先驅(qū)者10號(hào)、先驅(qū)者11號(hào)等探測(cè)器對(duì)這幾顆木衛(wèi)都進(jìn)行了一系列的探測(cè)，只不過(guò)由于缺乏登陸探測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于這幾顆衛(wèi)星更為詳細(xì)的研究結(jié)果還需要等待未來(lái)的科研計(jì)劃。

2016年，NASA的研究人員發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二表面可能存在一些“噴泉”，將存在于地下的海水噴向高空。這意味著之后的探測(cè)器或許可以直接在高層軌道上獲取到木衛(wèi)二的海洋深處的實(shí)驗(yàn)樣品，而不需要派遣登陸器挖掘冰層進(jìn)入木衛(wèi)二地下。

僅僅是在太陽(yáng)系之中，具有地下液態(tài)水資源存在的衛(wèi)星就有如此數(shù)量。放眼整個(gè)宇宙當(dāng)中，這樣的衛(wèi)星又將是何其之多，這一數(shù)字或許比宜居帶行星的數(shù)量還要大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

在未來(lái)，將有更多的地外探測(cè)任務(wù)著眼于土衛(wèi)六等天體，或許它們將不負(fù)眾望，發(fā)現(xiàn)一些早期生命或者其他形式生命的跡象，從而為我們破解生命來(lái)源之謎提供更多的參考和證據(jù)。