论坛已注册用户可直接登录

headlog
NASA宣布:土卫二或具备生命所需条件!
  • 内容来源:本站原创
  • 网站编辑:xiaoran
  • 发布时间:2017.04.15
撰文:Michael Greshko
 
  在土卫二冰冻的表面下似乎有一些炽热的物质在不断翻滚,NASA的科学家们认为,这可能就是用以维持地外生命生存的充足能量。
 
  此前,卡西尼号太空船曾飞越土卫二喷发的含水羽流,并对其进行了“品尝”,发现其中含有盐、简单的有机分子和氨水,而这些都是地球生命的基本构成物质。
 
  在当地时间本周四召开的一次新闻发布会上,美国西南研究院的科学家Hunter Waite宣布,在2015年10月的一次飞近探测中,卡西尼号还在土卫二喷发的羽状物中探测到了氢分子。
 
  氢气很可能是岩石与热水在土卫二的海底发生混合时产生的,同时也为土卫二目前存在深海热泉补充了证据,这些深海热泉完全可以为生命提供足够的能量。
 
  “这个研究结果太让人振奋了,为证明土卫二是一个潜在的可居住的‘海洋世界’提供了证据,”喷气推进实验室的天体生物学者、国家地理探险家Kevin Hand说道,但他本人并未参与本研究。

NASA宣布:土卫二或具备生命所需条件!
图为卡西尼号太空船拍摄到的土卫二冰冻表面的虎纹裂缝。这些裂缝是土卫二上著名的间歇泉的源头,而水和其他海洋下物质就是间歇泉最有可能喷发出的东西。
摄影:Cassini Imaging Team、SSI、JPL、ESA、NASA
 
NASA宣布:土卫二或具备生命所需条件!
卡西尼号太空船拍摄了大量精彩的土卫二近距离影像资料,不仅能帮助天文学者认识其间歇泉,还能揭示其冰冻表面下的海洋的大小和形状。
摄影:Cassini Imaging Team、SSI、JPL、ESA、NASA
 
NASA宣布:土卫二或具备生命所需条件!
这张土卫二南极的照片展示了其冰晶喷泉的细节。2005年,卡西尼号首次在土星的第六大卫星上发现了这种羽状物。
摄影:Cassini Imaging Team、SSI、JPL、ESA、NASA
 
NASA宣布:土卫二或具备生命所需条件!
远远望去,土卫二似乎盘旋在土星环附近。土星E环中的物质都来自土卫二间歇泉的喷射物。
摄影:Cassini Imaging Team、SSI、JPL、ESA、NASA
 
NASA宣布:土卫二或具备生命所需条件!
多年来,卡西尼号探测器一直在近距离观测土卫二的间歇泉,并在喷射物中发现了水蒸气、盐、二氧化硅的痕迹,这些都是地球生命赖以生存的物质。
摄影:Cassini Imaging Team、SSI、JPL、ESA、NASA
 
初尝滋味
 
  土卫二的轨道摆动表明,土卫二的内核与冰冻的外壳会发生轻微的相互滑动,这一情况的最佳解释就是,其表面之下潜藏着一个至少25公里深的全球性液态水海洋。自从卡西尼号于2005年首次在土卫二的南极探测到羽状喷射物以来,越来越多的证据表明其地下海洋可能适宜居住。
 
  “除了地球,我们对土卫二的海洋了解最多。更为难得的是研究其海洋难度并不大,因为它向太空喷发了大量羽状物!”卡西尼号影像团队的负责人Carolyn Porco说道。
 
  2015年10月28日,卡西尼号以超过30,000千米/小时的速度飞入土卫二的羽状喷射物,距离其表面只有50公里。
 
  之前的飞近探测表明,如果来自羽状物的水分子与卡西尼号设备的内壁发生撞击,便会产生氢分子,会让分辨羽状物中是否含有氢分子的工作变得更加困难。
 
  经过数年的努力,寻找氢分子的研究者终于调整了卡西尼号的质谱仪(相当于太空船的舌头)的运行模式,使外界进入的粒子不再与其内壁发生接触。但是,这一改变极大的降低了卡西尼号的“味觉”敏感度,几乎只有之前的几百分之一。
 
  “我们一直担心探测不到信号,” Waite说道。但是,在那一次史诗级别的飞近探测中,研究团队发现,质谱仪探测到的氢气浓度增加到背景值的100多倍。
 
  确认土卫二仍在喷射氢气之后,Waite及其团队随之得出结论:在土卫二的形成过程中,氢气并未被封存起来,这是因为土卫二的重力很弱,而氢气质量很轻,因此更古老的物质应该在很早之前就飘走了。
 
  事实上,科学家们在最新一期的《Science》杂志上称,氢气一定是“新鲜出炉”的,且很可能产生于深海热泉附近的活动。
 
终场表演
 
  研究团队的地球化学模型显示,微生物可能会消耗来自深海热泉的二氧化碳和氢气,同时排泄出甲烷。另一些微生物可能会消耗甲烷,由此便构成了土卫二的生态系统。
 
  虽然这一过程有可能发生,但这并不意味着土卫二上存在生命。
 
  “卡西尼号发现的大量氢气可为生命提供所需的足够化学能量,但究竟是否存在生命则是另一个问题,”Hand说道。
 
  此外,“我们不仅要考虑可提供的能量总量,还要考虑供给率的问题,土卫二的能源供给率足够维持生命吗?”国家地理新秀探险家Jeffrey Marlow说道,他还是哈佛大学的地球生物学者,主要研究地球上的深海热泉。
 
  要想回答这些问题,我们还要继续漫长的等待。卡西尼号仪器的敏感度太低,尚不足以探测生命,它已经走过了13年令人足够惊叹的土星探测历程,如今燃料即将耗尽,剩下的日子已经屈指可数。
 
  NASA为卡西尼号太空船安排了一场激动人心的“终场表演”:经过22次近距离飞越,卡西尼号将逐步飞入土星的最内星环,最终于2017年9月15日坠入土星大气层。
 
  “在人类探索太阳系的历程中,我认为卡西尼号至关重要,在人类的太空项目中,它也是不可或缺的一部分,我为它深感自豪,” Porco说道,自从1990年起他便一直参与卡西尼号任务。
 
另一个宝贵机会
 
  话虽如此,即使在卡西尼号与世长辞之后,NASA“品尝”羽状喷射物的日子可能仍未结束。
 
  在当地时间本周四举行的新闻发布会上,NASA还宣布哈勃太空望远镜探测到了木卫二喷射含水羽流的进一步证据。
 
  与土卫二相似,木卫二冰冻的外表下面也潜藏着一个全球性海洋,其含水量是地球海洋的2倍。自从2012年12月至今,哈勃太空望远镜先后数次探测到木卫二的海洋向太空喷发的线索。
 
  哈勃最近的观测似乎表明,此次观测到的高耸羽流与2014年拍摄到的数百米高水柱几乎喷射自同一区域。
 
  “最佳的解释是木卫二的这个地区偶尔喷射羽流,” Hand说道,他此前一直在研究哈勃的最新观察数据,这些观测结果将会发表于即将出版的《天体物理学杂志》( The Astrophysical Journal)。如果是这样的话,他补充道,“我们将有机会在喷发的羽流中寻找到生命的迹象。”
 
  欧罗巴快艇号是NASA的一艘太空船,预计将于2020年代发射,而木卫二的羽流可能会为欧罗巴快艇号提供容易获取的海洋样本。
 
  “这的确意味着我们将能获取木卫二地下物质的成分信息,与我们在土卫二上采取的措施类似,” Waite在一封邮件中这样写道。
 
(译者:流浪狗)
本文内容为国家地理中文网原创或者授权编译,未经正式书面授权不得以任何形式转载或使用。
  • 微博评论
  • 网站评论
发表您的评论