土衛(wèi)六液態(tài)甲烷海洋上遙望土星的情景，其軌道半長軸約為122萬公里
在近三十年對土星衛(wèi)星群的觀測中，科學家們對該系統(tǒng)中最大的衛(wèi)星：土衛(wèi)六，進行了詳細研究，涵蓋了該天體整個公轉(zhuǎn)軌道各周期變化。來自法國巴黎-默東天文臺的科學家阿斯勒·考斯特尼斯(Athena Coustenis)分析了此前的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六的季節(jié)性變化比之前認為的更加撲朔迷離。
土衛(wèi)六上不僅存在厚厚的大氣，也擁有充滿甲烷的表面環(huán)境，科學家推測該星球存在另類以烷烴為基礎(chǔ)的生命。與地球一樣，土衛(wèi)六也存在公轉(zhuǎn)周期內(nèi)的季節(jié)變化，我們可以觀測到該天體上大氣溫度、化學成分以及大氣環(huán)流模式的差異性，尤其是在兩極地區(qū)。比如圍繞著北極地區(qū)的充滿液態(tài)烷烴物質(zhì)的湖泊，由于冬季土衛(wèi)六上具有更低的溫度，這些物質(zhì)被液化了。另外，在土衛(wèi)六大氣環(huán)流模式的介入下，北極地區(qū)上空聚集的薄霧層會被驅(qū)散。
科學家認為土衛(wèi)六北極區(qū)上空薄霧層驅(qū)散的現(xiàn)象非常奇怪，因為我們并不希望發(fā)現(xiàn)如此快速變化的環(huán)流模式，特別是在大氣深層區(qū)發(fā)生的環(huán)流運動。土衛(wèi)六的大氣環(huán)流動力學因素主要源于太陽輻射，也是土衛(wèi)六大氣運動的主要能量來源，通過對大氣中氮氣和甲烷的作用，形成了更加復(fù)雜烷烴，比如乙烷，太陽光能在大氣化學反應(yīng)中扮演著驅(qū)動作用。
通過觀測計算發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)六的自轉(zhuǎn)軸傾角為27度，與地球類似，這就意味著太陽光在各個季節(jié)會以不同的角度入射，使得土衛(wèi)六上不同區(qū)域接收到不同光照強度的太陽光線，該機制與地球一樣。天文學家考斯特尼斯認為土衛(wèi)六太神奇了，在距太陽遠達10個天文單位(距離地球15億公里左右)的軌道上依然存在著以太陽光能起主導(dǎo)作用的天體環(huán)境。這些研究結(jié)論得益于數(shù)個不同行星際探測器與空間望遠鏡的觀測數(shù)據(jù)，其中包括旅行者1號探測器(1980年探測土星)，紅外空間望遠鏡(1997年觀測)、卡西尼行星際探測器(2004年起)以及地面天文臺的觀測研究。
土衛(wèi)六每個季節(jié)跨度為7.5年，而土星公轉(zhuǎn)周期為29.5年左右，因此我們對土衛(wèi)六的觀測數(shù)據(jù)積累涵蓋了所有的季節(jié)。之所以研究如此遙遠的星球，是因為你土衛(wèi)六的大氣模式非常類似于地球的氣候、氣象以及天體生物學方面的一些條件，同時也可通過觀測對這個獨特世界的地質(zhì)、大氣環(huán)流和內(nèi)部物質(zhì)流動進行探索。圖中顯示了卡西尼土星探測器在2005年10月、12月和2006年1月飛掠土衛(wèi)六時使用可見光和紅外繪圖光譜儀拍攝的圖像，這三張偽色圖由1.6微米(藍色)、2.01微米(綠色)以及和5微米(紅色)波段疊加而成，對比圖中可看出中間那張飛掠圖像上南極云異常明亮，說明大氣環(huán)流是動態(tài)的。
土衛(wèi)六上的液體烷烴含量遠遠超過地球上的石油和天然氣儲備總量
土衛(wèi)六除了大氣環(huán)流存在異常特點外，在北極與南極附近也發(fā)現(xiàn)了充滿液態(tài)烷烴的大型湖泊和海洋，這顆環(huán)土星軌道上最大的衛(wèi)星是一顆與早期地球存在許多共同點的天體。多國空間機構(gòu)聯(lián)合打造的卡西尼-惠更斯行星際探測器在本世紀初詳細研究了土星以及周圍的龐大衛(wèi)星群，并釋放惠更斯著陸器對土衛(wèi)六“泰坦”上的表面環(huán)境進行探索。
土衛(wèi)六與地球大小的對比，其是太陽系內(nèi)與早期地球非常相似的天體
科學家計劃在將來發(fā)射一艘船形探測器(TALISE)對土衛(wèi)六北極地區(qū)的烷烴湖泊進行著陸探索，探測器在地面控制中心操縱下沿著著陸區(qū)湖泊沿岸前進，探索過程中將采集液體和固體樣本進行分析。天體生物學家對土衛(wèi)六的烷烴表面環(huán)境表現(xiàn)出極大的興趣，認為其與早期地球的環(huán)境十分類似，并推測在這個充滿液態(tài)甲烷的世界中存在與早期地球相似的生命，或者一種可適應(yīng)烷烴環(huán)境而生存的另類宇宙生物。
土星及其龐大的衛(wèi)星群、環(huán)系統(tǒng)相對位置與分布示意圖
