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EP 1842021-05-171:56:54

她最愛的是衛星,不是行星

Katherine de Kleer

行星科學家 Katherine de Kleer 從冥王星的分類聊到 Io 的火山、衛星地下海洋裡的生命、小行星與星際訪客,也談到她讀的書和給年輕科學家的建議。

Katherine de Kleer: Planets, Moons, Asteroids & Life in Our Solar System | Lex Fridman Podcast #184在 YouTube 看 ↗

重點6 條

  1. 冥王星被降級,只是定義跟上了發現:她說柯伊伯帶裡有許多跟冥王星差不多大、甚至更大的天體,所以分類必須改;Ceres 也經歷過行星、小行星、矮行星的來回。她自己不在意標籤,最愛的天體全是衛星。
  2. Io 是理解行星運作的實驗室:它是太陽系火山活動最旺盛的天體,有數百座活火山,熱源是衛星之間軌道共振造成的潮汐加熱。她說,地球上累積的直覺搬到 Io 常常不適用,所以拿它來擴充通用的框架。
  3. 生命的候選地點大多在地下海洋:她說一般認為生命在這些天體的表面演化出來的機率很低。Europa 的海水可能直接接觸岩石,Enceladus 的噴流可以採樣,Titan 的大氣在做類似前生命化學的事。
  4. 她押有外星人,但不押這輩子拿得到確切證據:德雷克方程式只有前三項左右正在被釐清,後面的項全是未知。她說這條式子的用處是給大家討論的語言。
  5. 小行星看的是統計,也是行星內部的碎片:她認為主帶裡有些是古老殘骸,有些是分化過的天體被撞碎後的核、幔、殼碎片,可能讓人類有機會一窺「類似行星內部」的樣子。
  6. 對 ʻOumuamua,她不排除外星垃圾,但認為該非常存疑:她說有冰塊昇華的兩種解釋,能同時說明它的形狀和離開時的加速。

時間軸26 段

01 01:18
冥王星為什麼降級

她說冥王星不是唯一的大天體,所以需要新定義;IAU 的三個條件裡,沒有清空軌道是它出局的原因。Ceres 也從行星改成小行星,再改成矮行星。

02 05:28
衛星與柯伊伯帶

她最愛的是衛星,認為外太陽系衛星是下一個探索前沿。柯伊伯帶的碎屑是太陽系形成的殘留物,缺少工具細看;New Horizons 只能高速飛掠。

03 10:23
研究的工具

行星科學橫跨天文、地質、氣候、化學和生物。她用的是望遠鏡,優點是能長時間觀察,例如 Titan 的季節要看約 30 年。

04 14:15
為什麼是 Io

它有數百座活火山,也是理解行星運作的實驗室:地球的火山直覺搬到大氣非常稀薄、熱源不同的 Io 就不適用。

05 16:32
潮汐加熱

衛星軌道週期成整數比,重力作用會累加,把軌道拉成橢圓;形變產生的摩擦熱足以熔化 Io 的地函。Europa 離木星較遠,熱較少,但也許能驅動海底的熱液活動。

06 19:54
Io 表面長什麼樣

表面極冷,熔岩出口卻超過一千度;熔岩黏度低,成片流出。她想送探測器去,並說環境對人類很不友善:二氧化硫大氣、強輻射。

07 24:05
與地球火山的對照

地球的工具搬到 Io 只有部分能用。她認為最有意思的類比是:每個類地行星和月球早期都有過這種流動性高的火山作用。Lex 問火山會不會毀滅文明,她舉黃石為例,說不知道機率,但直覺比其他滅絕方式低。

08 26:44
Europa 的生命可能

一般認為表面演化出生命的機率很低,地下海洋才是候選。Europa 的海水可能直接接觸岩石,Ganymede 的海則被認為上下都被冰夾住。Lex 問火山裡能不能有生命,她說什麼都有可能,液態岩漿理論上也符合三個條件。

09 30:23
怎麼偵測生命

她認為實際上得鑽。Enceladus 南極有噴流,原則上可以飛過去採樣。

10 32:31
Titan 與 Enceladus

Titan 的大氣比地球濃,在做前生命化學;Enceladus 的問題是海洋如何維持液態,有模型認為它會反覆凍結又解凍。

11 35:57
生命起源與德雷克方程式

她說科學上沒有答案,連地球上生命誕生過幾次都不知道。德雷克方程式目前只有前幾項有進展,她押有外星人,但不押生前拿到確切證據。Lex 接著談外星文明可能是人類認不出來的形式。

12 43:43
最愛的天體與金星

Io 大概是讓她轉進行星科學的天體。她偏愛極端的天體,例如金星。Lex 問金星大氣的生命新聞,她個人不認為磷化氫真的被偵測到,說訊號很薄弱,只看到一條譜線。

13 48:46
殖民火星

她認為人類若存活夠久終究能殖民其他行星,但不是她這輩子。最大障礙是自給自足,而不是把人送去。

14 55:37
用外星人的眼光看地球

從軌道上看,火山沿板塊邊緣排列,夏威夷火山鏈則顯示板塊在移動。她說板塊構造讓地球在太陽系裡很獨特。

15 57:55
Io 的火山長什麼樣

Io 沒有板塊,岩漿直接穿過冰冷地殼噴出。沒有大氣,羽流的粒子走彈道,形成傘狀;有假說認為二氧化硫會凝結成雪。

16 1:01:02
板塊與宜居

板塊構造讓物質循環更新,被認為對地表宜居很重要。外星人從板塊和大氣裡的氧,會判斷地球是宜居的候選。

17 1:06:04
各星球的天氣

雲和風暴可以反映內部組成與環流。她談到天王星側躺著公轉,極區和赤道輪流照上十年左右的太陽。Titan 的季節預測後來證明是錯的,她說預測失準代表有東西可學。

18 1:11:17
小行星是什麼

主帶是火星和木星之間的碎屑。有些是古老殘骸,有些是分化過的天體被撞碎後的核、幔、殼碎片。

19 1:15:14
怎麼研究小行星

多半靠數千到數十萬顆的統計與分類,而不是個別登陸。主帶其實大多是空的;有些小行星是碎石堆。

20 1:20:14
撞擊風險

她說 Apophis 不會撞地球,但據說會比部分同步軌道衛星還近。偏轉小行星要看它是實心還是碎石堆,她也說這不是她的專長。

21 1:27:21
機器人與小型任務

Lex 問未來會不會有大批機器人在太陽系探索。她說會往這個方向走:便宜、只做一件事的小任務,也許可以造一百個送去不同的小行星。

22 1:29:08
ʻOumuamua 與星際訪客

她說自己無法排除外星垃圾,但兩種冰塊昇華的解釋都說得通,應非常存疑。Lex 認為錯過了研究機會,她說天文學正朝全天候監測發展。

23 1:38:31
科學方法與好奇心

她認同科學的懷疑有時會錯過有趣的東西。Lex 批評 2020 年科學家居高臨下的口吻,她回應天文學無涉人命,所以更容易大膽推測。

24 1:44:21
推薦的書

Nabokov 的 Pale Fire、Rilke 的詩,以及 Olga Grushin 的小說。Pale Fire 和 Grushin 的小說都是「慢慢揭露」的寫法。談 Rilke 時,她說宇宙的孤寂讓人覺得人的孤獨沒那麼難受。

25 1:50:43
給想當科學家的人

她說研究的問題和使用的技術可能同樣重要:技術讓你厭煩,問題再迷人工作也會痛苦。

26 1:53:54
火與冰

Lex 提起 Frost 的〈Fire and Ice〉,問她世界會終結於火還是冰。她選火,覺得慢慢變冷、停止,比爆炸或被岩漿淹沒更令人沮喪。