【深度認識】土衛六（土星的衛星）

你有否曾想像過在太陽系內，除地球之外，是否還有其他地方可能孕育生命？你或許會想到火星，但其實在比火星更遙遠的地方，有一顆科學家熱烈討論、充滿神秘色彩的衛星：土衛六（Titan，泰坦）。這顆巨大且奇異的天體，不僅是土星最大的一顆衛星，更是太陽系中唯一擁有濃密大氣層的衛星。今天，讓我作為天文學博士生兼科普作家，帶你以生活化的角度，一同窺探泰坦的奧秘。

土衛六的基本資料與與地球、太陽的比較

「泰坦」一詞在希臘神話中指神祇級巨人，這名字用來形容土衛六確是不折不扣。土衛六是土星最巨大的衛星，也是太陽系第二大衛星，僅次於木衛三（Ganymede）。

大小（體積）： 直徑約5,151公里，約為地球的40%，比我們的月球還大。
質量： 約為1.345 × 10²³公斤，接近地球的0.0225倍。
與地球距離： 土衛六與土星相距約1,221,830公里，而土星與地球的平均距離為13億公里，所以泰坦與地球的距離也就是大約13億公里。
溫度： 均溫約為-179°C（攝氏），或稱為94凱氏（Kelvin），比地球的-16°C南極環境更寒冷得多。
組成： 主要由水冰與岩石組成，其大氣有有機分子（如甲烷 methane、乙烷 ethane）。
自轉週期： 約15.94地球日，與公轉週期同步（潮汐鎖定），即同一面永遠朝向土星。
公轉週期： 也是15.94地球日。
大氣成份： 主要為氮氣（Nitrogen，約98.4%），其次是甲烷（Methane，1.6%）與少量氫氣等。

與地球相比，泰坦有濃密大氣，是月球的1.5倍厚度！但因位處離太陽很遠的寒冷區域，以水為主的物質都「結冰得像石頭一樣」。而大氣中的甲烷就像地球上的水，出現了「甲烷循環」這一現象。

泰坦：唯一擁有濃厚大氣的衛星

說到泰坦，最令人驚訝的是它的「大氣層」。你或許以為地球之外，只有金星、火星這些行星有大氣層，其實泰坦亦具備一層堅實而神秘的「大氣外套」。這層大氣厚如早上的香港霧氣，時常將太陽光遮掩，大地呈現昏黃橙色。

地球的大氣主要為氮氧混合（氮氣約78%，氧氣約21%），而泰坦的大氣氮氣更高達98%，卻鮮有氧氣。次要成份甲烷則造就了奇特的「甲烷雲」、「甲烷雨」以及地表湖泊。這種條件導致科學家認為，泰坦有可能是地球早期原始大氣的「時光倒影」。

來自遠方的「地球情結」：泰坦的天氣循環

想像一下在地球，下雨時你不會驚訝，然而在泰坦，「下雨」是甲烷雨（methane rain）！高空中的甲烷隨著氣溫下降會凝結成液態，並以「雨滴」形式降落至地表，其作用與地球水循環類似。但這裡不是水，而是可燃的甲烷。泰坦的湖泊、河流就是由液態甲烷和乙烷組成。要是你在泰坦打開一把香港常用的雨傘，迎接的不是水，而是冰冷的「天然氣」！

這種「甲烷循環」絕對是太陽系一絕。地球的水循環包括蒸發、雲和降雨，泰坦的甲烷循環也是一樣——只是低溫+有機物，畫面完全不同！這些湖泊、河流遍佈於泰坦極地和赤道附近，最大的湖泊名為「克拉肯湖（Kraken Mare）」，就像台灣本島般大。

地表與地質特徵：異星的冰與沙海

泰坦的表面環境與我們熟悉的地球截然不同。第一眼看去，泰坦平原鋪滿了由水冰（water ice）組成的岩石，冰堅硬如石。甲烷雨滴落時，不會如地球的一樣將泥土沖散，反而會在這些「冰石」之間流淌、集聚。

泰坦的沙丘（dunes）也很有趣。這裡的沙子主要由有機物組成，如碳氫化合物顆粒。好比在新界郊野公園見到的沙山，但物質完全不同。由於風向和甲烷雨的作用，泰坦沙海沿著赤道延展，景觀非常壯麗。

泰坦也有山脈，如密斯塔山（Misty Montes），約有1,000米高，和大嶼山大東山相撞見。這些山脈多由水冰構成，在地球來看簡直是冰雪王國。地質活動的跡象，如冰火山（cryo-volcano）也曾被觀測到，這與熔岩火山不同，是由水與氨（ammonia）組成的流體，被壓力噴發到表面。

探索歷程與重點任務

泰坦如何打破過去的神祕面紗？這要多虧人類的太空探索任務。最著名的是「卡西尼-惠更斯任務」（Cassini-Huygens Mission）。卡西尼號於1997年發射，2004年進入土星軌道運行，而惠更斯號（Huygens），則於2005年1月成功降落在泰坦表面，成為人類首度在外太陽系天體（木星軌道以外）著陸的飛行器。

惠更斯號在泰坦地表停留了近1個半小時，拍攝了一系列珍貴相片和數據。探測結果揭示泰坦的地質、氣候結構，甚至顯示地下有溫暖的液態水海洋（subsurface ocean）的可能性——這點極受科學界重視，因為它為外星生命存在提供了新想像。還有計劃中的「蜻蜓號」（Dragonfly Mission），預計在2034年降落於泰坦，將以多旋翼無人機深入探測甲烷循環與有機化學。