北京时间4月14日凌晨2点,NASA在华盛顿召开新闻发布会,宣布恩克拉多斯具备生命的一切必要条件,处于类似情况的欧罗巴也有潜力。NASA将于2020年登陆恩克拉多斯表面,对海洋进行研究。

土卫二是土星的第六大卫星,距离地球约16亿公里。早在2015年,一个国际研究小组就发现了恩克拉多斯海底存在热水活动产生的物质。

现在,美国宇航局两项长期任务的成就进一步凸显了太阳系和其他星系中“海洋行星”的科学价值:有分子氢,可能还有甲烷,还有类似地球海洋的热液系统。

探索结果归功于美国宇航局的卡西尼探测器和哈勃太空望远镜。参与卡西尼任务的科学家在论文中宣布,他们在土卫二表面发现了一种生命的化学能形式。哈勃太空望远镜的研究人员报告了从欧罗巴表面喷射出的羽流的最新细节。

“我们一直在寻找一个拥有宜居环境所需材料的星球,这是我们最接近这一目标的地方。”美国国家航空航天局科学任务委员会副主任托马斯·祖布辰说:“这些观察反映了美国国家航空航天局科学任务的本质:找出我们是否是宇宙中唯一的生命。”

2015年,卡西尼号穿过土卫二的羽流

卡西尼任务论文发表在《科学》杂志上。文中指出,恩克拉多斯海底地热活动产生的氢气不断涌入地下海洋,氢气可以作为生命的化学能源。

土卫二富含氢气,这表明如果地下海洋中有微生物,氢气可以与溶解在海水中的二氧化碳结合,从中获得能量。这种化学反应被称为“甲烷生成”,因为甲烷是反应的副产物,碰巧是地球上生命的来源,甚至可能在地球上生命的起源中起着至关重要的作用。

生命所需的三种主要成分是:液态水,新陈代谢的能量来源,以及合适的化学成分。从探测结果来看,土卫二虽然体积小,布满冰雪,距离太阳比地球还远100多万公里,但上面的物质几乎都有。卡西尼号尚未确定土卫二的海洋中是否存在磷和硫,但科学家们猜测答案是肯定的,因为他们认为土卫二岩石核心的化学成分与含有这两种元素的陨石相似。

卡西尼号任务的科学家分析了土卫二海底岩石和海水之间产生氢的化学反应

“在寻找宜居星球的过程中,确认恩克拉多斯海洋生命所需的化学能是一个里程碑。”在美国宇航局喷气推进实验室参与卡西尼任务的科学家琳达·皮尔克指出。

除了卡西尼任务,哈勃望远镜的研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。根据哈勃太空望远镜的数据,木卫二和土卫二的情况非常相似:被厚厚的冰层覆盖,流动的海洋隐藏在冰层之下。科学家认为冰下的海洋可能是太阳系中最有可能出现外星生命的地方。

这张合成图像显示了一次可能的羽状喷发,间隔两年,都来自木星卫星欧罗巴的同一区域。当木卫二经过木星前方时,哈勃望远镜在紫外波段观测到了这两个羽状物

幸运的是,这两颗卫星的冰缝中有喷射羽流,这意味着科学家只需分析喷射羽流的成分就可以了解冰下神秘的深海,而无需钻穿冰层。

“土卫二上的羽流和温度较高的区域之间有联系,所以在哈勃太空望远镜拍摄到木卫二上类似的羽流结构后,我们还找到了伽利略拍摄的热图,以了解该区域的情况。发现木卫二羽毛所在的区域也有热量异常。”巴尔的摩望远镜科学研究所的威廉·斯帕克斯指出。斯帕克斯在2014年和2016年领导了羽毛的研究。

研究人员说,如果羽流和高温区域之间有联系,这可能表明从冰壳下面喷出的水是附近表面的热源。还有一种理论认为羽流中的水被喷成高空后以水雾的形式回落到表面,改变了表面结构,增强了该区域的保温效果。

绿色突出显示的椭圆形区域显示了哈勃在欧罗巴上看到的羽状物。这个区域也对应着木卫二表面的温暖区域。这张分布图是根据伽利略卫星的观测结果绘制的

卡西尼探测器最后一次穿越土卫二表面由气体和冰粒子组成的羽流是在2015年10月28日,这是迄今为止最深的一次。在这个过程中,卡西尼探测到了氢的存在。探测器还在穿越羽流之前收集了其成分的样本。在分析了这些观察结果后,科学家发现羽流由近98%的水和大约1%的氢组成,其余成分包括二氧化碳、甲烷和氨等其他分子。

“虽然我们无法探测其中是否有生命,但我们已经在其中找到了生命的能量来源。对于细菌来说,它就像一个糖果店。”卡西尼号研究的主要作者亨特·韦特说。

未来,美国宇航局将进一步探索其他海洋行星,这要归功于哈勃望远镜对欧罗巴羽流活动的探测和卡西尼对土卫二羽流的长期观察。值得一提的是,两次任务都为NASA的欧罗巴快船任务奠定了坚实的基础。

“如果像我们猜测的那样,木卫二上有羽毛,那么‘木卫二快艇’任务就是研究它们的绝佳机会。”美国宇航局行星科学部主任吉姆·吉姆·格林指出。

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