NASA新发现:土卫二与木卫二的海洋也许正孕育生命

造就 2017-04-17 10:00 阅读:39
摘要:本世纪二十年代,海洋星球探索计划也许能在这些冰封的卫星中发现生命。

本周四,美国宇航局(NASA)宣布两项重大科学发现,证实土卫二喷射的羽状热流中含有氢,木卫二也很有可能在喷射羽状热流。由此,一二十年内,人类在太阳系中找到地外生命的前景又明朗了一些。

这两项发现都至关重要。它们意味着,土卫二的海洋之中存在生命所需的大多数成分,而且,飞向木卫二的两个探测器已在计划之中,人类在那里发现生命的可能性又变大了一分。主管NASA行星探索计划的吉姆·格林(Jim Green)低调地说:“现在是探索太阳系的好时候。”

近期,美国宇航局计划开始着重在外太阳系中探索被海洋包围的行星,包括土卫二、木卫二和被甲烷包围的土卫六。而此次的发现使这一重点更加突出。

卡西尼号飞船飞跃土卫二

土卫二

十三年前,当卡西尼号(Cassini)宇宙飞船抵达土星系统时,这个小小的冰雪世界还不受科学家的重视。后来,随着卡西尼号观测活动的持续,科学家们很快发现证据,表明土卫二的缝隙中有羽状热流喷出,后续观察证实了存在这种现象。科学家们还发现,土卫二地表之下有一个巨型海洋。

土卫二地表下喷涌的海洋

因此,随着卡西尼任务临近尾声,科学家们安排了一系列更近距离的观测活动,包括穿越羽状喷射物。2015年,卡西尼号在距土卫二表面49公里处掠过,并在喷射物中探测到数量可观的氢原子。

这些氢是如何产生的?经过分析,科学家排除了很多可能的解释,最终得出结论:它们最有可能源自土卫二岩质内核附近的热水,类似于地球深海中的热流喷口。在地球上,这些喷口附近存在大量的微生物群落,它们靠“产甲烷作用”维生,即以二氧化碳和氢为原料,制造出甲烷。它们通过这种化学反应获取能量,从而在没有太阳能的环境中生存。

土卫二是否具备演化出类生命的条件?这是肯定的——科学家在周四的NASA发布会上表示。天体生物学家认为,就我们所知的生命而言,它们需要和水、化学元素作为细胞的基本成分,外加化学能提供能量。而直径仅500公里的土卫二同时具备上述三个条件。“现在我们只需要知道,土卫二的年龄够不够进化出生命来,并留下足迹,”NASA总部的天体生物学高级科学家玛丽·沃伊特克说(Mary Voytek)。

木卫二

木卫二是伽利略发现的四颗木星卫星之一。它体型较大,跟月球相当。科学家们相信,木卫二的冰壳下同样存在着大片海洋,其规模可能比土卫二还大。虽然行星科学家迫不及待地想探究木卫二的海洋,寻找其存在生命的可能性,但对于如何才能突破那至少几公里厚的冰壳还束手无策。

近年来,哈勃天文望远镜发现的证据证明,和土卫二一样,木卫二的海洋可能也在向太空中喷射热流。但天文学家们并不确定——在如此远距离外观测水蒸气,怎一个虚无缥缈了得,就算是大型太空望远镜也无济于事。但本周四,巴尔的摩太空望远镜科学研究所的威廉·斯帕克斯(William Sparks)表示,哈勃望远镜提供了木卫二确实在喷射热流的确凿证据。

哈勃望远镜进行了12场不同的观测,结果在2014和2016年,在木卫二表面靠近赤道处的同一地点,两次观测到水蒸气喷射痕迹。观测结果为四个西格玛,也就是说,它有99.99%的可能性不是恰巧碰上。另外,上世纪90年代,伽利略号(Galileo)探测器曾飞掠木星系统,在木卫二表面观察到一些“热”点,与这次的热流位置完全吻合。“很有意思,”斯帕克斯说,“甚至可以说令人惊诧。”

热点处的热流奔涌有可能来自液态水,它们也许处在冰层以下,但距表面不是很远,斯帕克斯说。或者,这些热流在喷发到100公里处的高空以后,以雾气的形式落回表面,改变木卫二的局部热特性。无论如何,由于喷射现象的存在,提取地表下的海水样本就变得简单得多了。

微生物

关于海洋的讨论固然激动人心,但那里会存在怎样的生命呢?当然,鲸鱼和鲨鱼这样大型海洋生物是不太可能的了。可能性较大的是靠化学合成维生的生物。但我们无从知晓。即便有生命存在,它们也会是另一番景象。

那么,哪颗卫星的海洋最有可能存在生命呢?NASA天体生物学家沃伊特克说,她看好木卫二。卡西尼号在土卫二的热柱中发现了极高浓度的氢,这可能意味着,其海洋中没有可以消耗氢的东西。另有证据显示,土卫二可能比木卫二年轻得多,可供生命形成的时间也相对较短。“目前,我仍然看好木卫二,但任何一颗都有可能。”她说。“如果它们都有生命存在,那就再好不过了。”

翻译:雁行

来源:arstechnica.com

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