[天文] 可能有生物的星球+[電影] 絕地救援 The Martian

 


絕地救援 The Martian         導演雷利史考特

我看電影很喜歡追導演,爛劇本、爛演員只要遇到好導演也可以炒出一盤好菜。我的第一部雷利史考特電影是《異形1》當年紅遍一時,經歷過《神鬼戰士》被提名奧斯卡最佳導演(當年得到奧斯卡最佳影片、最佳男主角等大獎)、《黑鷹計畫》再次被提名奧斯卡最佳導演獎....雷利史考特的電影大場面有,演員的演技也到位,可是很無聊,內涵貧瘠,我總覺得他被高估了 哈

講到導演,這幾年是屬於非美國籍導演的,連兩年都是墨西哥籍拿到奧斯卡最佳導演:阿利安卓《鳥人》、艾方索《地心引力》,之前是台灣的李安《斷背山》《少年PI的奇幻漂流》、米歇爾《大藝術家》是法國人、Tom Hooper《王者之聲:宣戰時刻》、Danny Boyle《貧民百萬富翁》都是英國人、馬丁·史柯西斯《神鬼玩家》是義大利人。這幾年只有柯恩兄弟《險路勿近》、凱薩琳·畢格蘿《危機倒數》兩次奧斯卡最佳導演是美國人。這幾片我最愛《險路勿近》!!!去年我最愛的電影《星際效應》是英國導演克里斯多福·諾蘭、前年我最喜歡的電影《真愛每一天》李察·克帝斯都是英國人!!!

麥特·戴蒙演一個太空人和同伴在火星執行任務時被迫因為意外的暴風被要求撤返地球,但麥特·戴蒙意外被暴風吹走而被同伴認為已經死亡而被獨自留在火星,他試圖以微薄的物資和機智來使自己生存下去..... 有幾個值得注意的點

1. 若地球要派人來救,火星距離地球2億公里,真實世界中最快的人類太空船新視野號速度是20公里/秒,到達要120天,地球、火星都快速在宇宙中移動必須精準算出航路。每次太空船出去都是數百億台幣起跳,都非常不簡單

2. 同伴從火星回地球的途中被告知可以回火星救麥特·戴蒙,但事實上太空船很小,攜帶的燃料很有限,如果要掉頭回火星,要耗費非常大量的燃料(太空中沒有摩擦力 可以讓你隨便減速or轉向),有一簡單的方法現實中也常被利用:重力彈弓,透過地球的引力來迴轉後掉頭,很多彗星(ex:柯侯德彗星)移動都有這樣的運用 ,只要切入的角度和速度對,軌道會是拋物線或雙曲線,就不用耗燃料 

3. 食物不夠,可能生出植物嗎?植物生長需要的水、氧氣哪裡來?

4. 雷利史考特的電影通常很嚴肅,電影中麥特·戴蒙演出茫然、振作、希望、失敗挫折、自娛、振作又重新燃起希望的內心戲演的很好,兩個小時半的電影我盡然沒看手錶,一氣呵成!

5. 為什麼是火星? 這是我接著想記錄(分享)天文學的知識

那麼多星球可能有生物,小弟其實覺得不需要耗費那麼多資源在一個已經相對了解的火星上。這邊記錄太陽系五大可能孕育生命的星球

1. 土衛二  Enceladus

土星衛星當中最令人感興趣的是土衛第二號衛星(Enceladus),直徑只有504公里。土衛二是土星第6大衛星,它被稱為太陽系最有可能孕育生命的衛星。土衛2表面包覆著光亮的白色冰層,百分之99是由冰水物質構成
土星所有的冰衛星都是在土星分星雲形成後不久就形成的,因此富含短期放射性核素。這些放射性核素能夠為星體內核提供熱能為孕育生命體提供適宜的環境溫度,請注意這裡講的是內層的溫度,並非表面,木星、土星的衛星表面非常的寒冷大多都低於-120度

2006年3月,卡西尼號傳來的影像發現,南極附近的冰火山向太空噴出數百公里的大量水氣和其他揮發物,夾雜類似氯化鈉晶體、水冰等固態粒子,噴射量約為每秒200公斤。噴出的水有一部份以「雪」的形態落回土衛二表面,一部份融入土星環中,另一部份甚至可到達土星。這些羽狀噴射物也很有可能是土星E環物質來源。這是恩西拉達斯冰封地殼下存在液狀海洋,至今最有力證據

p.s. 卡西尼太空探測船 Cassini      NASA文章分享(超連結)
義大利天文學家伽利略1610年觀測發現木星的四顆衛星,義大利天文學家卡西尼1665年觀測發現土星的多顆衛星,所以木星、土星探測船取用他們的名字表示紀念

1997年10月卡西尼太空探測船發射升空,於2004年7月到達土星周圍從此便繞行土星及其光環,也就是飛了七年到達土星,而直到現在都還在探索土星和他的周圍衛星

下圖箭頭為:探測船卡西尼太空探測船 拍攝到的地球

下圖是土星第一代探測船:1980年代航海家2號拍攝到的土星

2. 木衛二歐羅巴 Europa 

木星具有比地球強大14倍的磁場,木星有67顆衛星其中有四個很大的衛星,伽利略在1610年就發現,科學家稱之為「伽利略衛星」

木衛二的表面由凍冰覆蓋,在赤道表面溫度是負160度,兩極只有負220度,所以表面的水是永久凍結的。但是潮汐力所提供的熱能可能使表面冰層以下的水保持液態,據推測厚達上百公里(上層爲凍結的冰殼,冰殼下是液態的海洋),另外木衛二的表面包裹著一層主要由氧構成的稀薄大氣

木衛二表面最突出的特徵就是那些像血絲般布滿整個星球的條紋。這很可能是由表層冰殼裂開,比較溫暖的下層物質暴露而引起的冰火山噴發或間歇泉所造成。這與在地球上的海脊有著相似的效果,但也可能是由木星所施加的強大的潮汐壓力所造成,冰殼在木星的重力牽扯下被撕裂

下圖是1996年9月7日由伽利略號拍攝


3. 土衛六 泰坦   Titan

泰坦的直徑約為5150公里,比水星、冥王星還大
2010年卡西尼號傳回的資訊,泰坦是目前已知太陽系內衛星中擁有最濃密的大氣層,主要是氮氣。地表有山脈、湖泊與河流,被視為太陽系中與地球最相似的星體,雖然分析泰坦表面的流體並不是水,而是甲烷(甲烷在地球上是牛打嗝就會放出的氣體)。科學家相信,泰坦有原始的生命體在大氣層中呼吸。氫氣經泰坦的大氣層向下流動,並在地表消失,這暗示可能有蟲類在呼吸。此外,科學家在《地球物理研究》期刊表示:泰坦地表缺乏一種特定的化學物,據信可能是被生命體消耗掉

泰坦有個特別的大湖,一開始懷疑是水,但經過可見光與紅外成像分光儀分析,認為這個湖不是水,而是甲烷,佔地大約40萬平方公里,這比地球上最大的湖泊裏海還要大

卡西尼號還發現,土衛六可能也像地球一樣存在著活躍的“水循環”系統,只不過這個系統的主角不是水而是碳氫化合物。土衛六雲量密集的天然電場還發現了電流活躍的迹象,類似地球閃電輻射能量,而閃電又與生命起源密切相關,在土衛六冰殼以下的深處有可能是由水和氨組成的海洋。由以上特徵推測,土衛六具有孕育生命是可能的

下圖是卡西尼號拍攝土衛六 


研究人員藉早期的探測資料已標定泰坦地表上的50個地標,包括湖泊 、峽谷及山脈;與之後的雷達資料比較後,發現這些主要的特徵物已經位移約30公里。 科學家表示,泰坦地表的旋轉現象,可能與其大氣中的強風有關,但地表特徵物的明顯位移難以解釋,除非地表與地核為分離狀態,中間有地下海洋,地表因此浮在水上

土衛六 卡西尼—惠更斯號  2005年1月14日登陸土衛六 後拍攝的第一張照片

惠更斯號 是卡西尼號的一個組成部分,是人類唯二登陸的衛星之一(另一是月球)。惠更斯號與卡西尼號在2004年12月25日聖誕節分離,2005年1月14日惠更斯號成功登陸土衛六,它在降落過程中與卡西尼號進行了近3個小時的傳輸溝通,在登陸後惠更斯號與卡西尼號進行了近十分鐘的聯繫,最終因電池耗盡而於當日結束歷史使命

ps. 人類探測器登陸的星球由多到少分別是:月球、火星、金星、好幾個彗星、土衛六、小行星愛神星

4. 木衛三 蓋尼米德  Ganymede

木衛三是太陽系中最大的衛星,擁有難得的一層稀薄的含氧大氣層,其中含有氧氣和臭氧

木衛三表面存在兩種主要地形。較暗的地區約占星體總面積的三分之一,其間密布著撞擊坑,地質年齡估計有40億年之久;其餘明亮區,縱橫交錯大量的槽溝和山脊,另外破碎地質構造的產生原因至今仍是一個謎,有可能是潮汐熱所導致的構造活動造成的

下圖是伽利略號探測器拍攝木衛三 

木衛三表面是由近乎等量的岩石和冰體構成的,木衛三是太陽系中5顆在表面冰質地殼下方可能擁有海洋的衛星之一

擁有大氣層的星球是木衛一二三四土衛二六海衛一

擁有冰層H2O(固體海洋若內部有溫度就是液體海洋)星球是木衛二三四、土衛二六

一個重要的問題是:木衛三有海洋,有稀薄大氣層,為什麼有生命的機率低於類似的木衛二呢?科學家發現:這顆木衛三的內部可能有數層冰和數層海洋交錯出現結構,並不是單層三明治,而是數層交疊的總匯三明治。科學家認為木衛三海底是岩質的,在上方大量物質壓迫的強大壓力下,會在岩質海床上形成一層薄冰,但如此一來就很難讓生命在此浮現

5. 木衛四 卡利斯多  Callisto

木衛四跟木衛三一樣由近乎等量的岩石和水所構成。天文學家透過光譜測定得知木衛四表面物質包括冰、二氧化碳、矽酸鹽和有機物。伽利略號的探測結果顯示木衛四內部可能存在一個較小的矽酸鹽內核,同時在其表面下100公里處可能有一個液態水構成的地下海洋存在
木衛四表面曾經遭受過猛烈撞擊,其地質年齡十分古老。由於木衛四上沒有任何板塊運動、地震或火山噴發等地質活動存在的證據,所以被認為是隕石撞擊所造成
木衛四上存在一層非常稀薄的大氣,主要是二氧化碳,可能有一點氧氣

關於生命,木衛四比前面幾個星球機率低,主要是:缺乏可接觸的岩石物質、也沒有來自星體內核的熱量,木衛二距離木星較近能夠靠著引力潮汐產生更多熱量。比起木衛三,木衛四由於其較長的形成時間而導致吸積熱逃逸殆盡,從而無法在初期融化冰體以及分化內部結構,木衛三的內核還保存了大部分在吸積過程和分化過程中形成的熱量,而且只是緩慢的將少量熱量釋放至冰質地函層中,就如同熱電池的運作一般。接著,地函又通過對流作用將熱量傳導至星體表面不久岩石中蘊含的放射性元素開始衰變,產生的熱量進一步加熱了內核。相對之下,未經內部結構分化的木衛四所產生的放射性熱能只能導致其冰質內部的對流,這種對流有效地冷卻了星體,並阻止了大規模的冰體融化和內部結構的快速分化,所以木衛三的對外熱通量很可能高於木衛四

科學家認為生命起源的重點分別是:水、熱能、溫度、化學作用(火山運動、打雷等等)

木衛一、二四的影像:


6. 火星      
不像水星離太陽太近很難登陸、溫差太大,金星500度的高溫,木星、土星、天王星、海王星等氣體星球根本不能登陸,火星是可以登陸的!火星地表廣泛分布的氧化鐵在視覺上呈現為橘紅色,火星溫度30 ~ -130度 人類適應上還可以,有一點大氣層可以遮擋太陽輻射(雖然裡頭95%的二氧化碳沒有氧氣可以直接呼吸),但是紫外線輻射還是很強被認為地球帶上去的探測船就算有細菌也會被火星上的輻射殺死

以上就是電影很喜歡描述火星探險的原因,人類已經成功登陸超過10輛太空探測器在火星,是除了月球以外最多的,當然幾十年過去後你已經心裡有數:火星有生物的機率沒有前幾名冰層衛星高 。下圖是2015年美國「好奇號」火星探測車 (wiki超連結) (中國新華網超連結)

好奇號2015年10月觀測火星拍下下圖這張珍貴照片,認為這是液態水流過的痕跡,事實上好奇號檢測發現土壤中的水份比例達2%

p.s. 其他 環繞行星or登陸行星的探測器

水星到現在沒有登陸成功的探測器,但有圍繞它的:信使號,取名信使是因為水星一般被人認為是太陽(有神、帝王的形象)旁邊傳遞訊息的使者

金星有探測(月球之後第一個登陸成功的星球):水手X號、金星X號、麥哲倫號 ...

下圖是金星14號 1981年登陸金星拍攝 。金星因為大氣層濃厚二氧化碳造成的溫室效應,約500度的高溫被認為不太可能擁有生命

火星 登陸成功的探測已達十艘 例如:海盜號首先順利登陸於1976年,之後有機會號、精神號、好奇號 ... NASA關於火星探測的超連結

下圖是火星機會號 2009年7月18日 發現了一顆形狀古怪、顏色深沉的隕石

冥王星探測器:新視野號

新視野號於2006年1月發射,以每秒21公里的速度在13個月後到達木星,木星飛掠提供重力助推新視野號的速度增加了每秒4公里,在木星後的大部分旅行中,太空飛行器是處於休眠模式度過,以保護太空飛行器上的系統。到了3年後的2009年因為太陽的引力作用使速度減緩至大約每秒16公里,在離開地球九年後的2015年一如預計的飛越冥王星系統,7月14日的這一天全球都在注視人類太空船最接近冥王星的時刻,你能想像嗎?以前的冥王星影響只是一個灰灰的點,終於在2015年稍微看清楚了! 它是土紅色與灰色的冰與岩石星球!既然是類地星球就比較有可能有生命!(土星、木星、天王星、海王星都是氣體流體星球,很難被認為有生命)

新視野號新傳回來的照片,地球上的科學家得以窺見由冰組成高3500公尺的群峰,因為很少隕石撞擊坑,因此推測冥王星表面非常年輕:可能少於一億年