NASA宣布:土卫二或具备生命所需条件!

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。

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

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

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

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

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）