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  • 木卫二之谜:为何那里的生命与我们所想完全不同?

    在浩瀚宇宙,有水就可能有生命的存在

    木卫二之谜:为何那里的生命与我们所想完全不同?

    图释:木星与他的卫星们 图源:inverse

    长久以来,科学家们始终猜测在木星的卫星——木卫二表面所覆盖的冰层之下,其实是汪洋大海,这片冰下之洋是地球上所有海洋面积之和的两倍。并且,这片酷寒水域极有可能孕育了外星生命。

    如今,我们更确信木卫二有水这一假设可能是真的!

    在2019年11月发行的权威天文杂志《自然天文学》内,科研人员肯定了他们三年前的发现:木卫二上有水汽,而在浩瀚宇宙中,有水意味着可能有生命。

    NASA戈达德航天中心的科学家们于2016年2月至2017年5月对木卫二进行了观测。在2016年4月26日的第17天观测后,科学家们检测到卫星二地表每秒钟释放了5,202磅水。

    科学小组使用光谱仪测量了水分子散发出红外光的频率,从而在17天的木卫二观测中成功检测到水的存在。

    水是继化学物质和能量源后,构成生命的第三大重要元素,也是除地球外的其他天体上最难被发现的元素。

    木卫二之谜:为何那里的生命与我们所想完全不同?

    图解:木卫二快船与木卫二 图源:spaceflightfans

    NASA计划于2025年执行木卫二快船号探测项目,旨在了解这颗卫星是否适宜生物生存。

    “虽然科学家还没有在木卫二直接检测出液态水,但我们发现了最接近水的物体——水蒸汽。”NASA行星科学家、木卫二水探测项目总负责人Lucas Paganini说道。

    木卫二是太阳系第六大卫星,体积与月球相当,极可能是整个太阳系中与地球最相似的天体。这颗木星的卫星的表面较光滑,这点与地球极为类似,同时还存在一些由于木星引力潮拉扯所产生的裂痕。木卫二大气的主要成分为氧气,但这里的氧气过于稀薄,无法供人类呼吸。

    木卫二之谜:为何那里的生命与我们所想完全不同?

    图解:艺术家笔下的木卫二喷出羽状水蒸气,在后面的是木星。

    在围绕木星运行的79颗卫星中,木卫二是距这颗巨型行星第六近的卫星。幸运的是,它的磁场抵挡住了木星的超强辐射。

    近些年的发现印证了长期以来科学家提出的木卫二喷水的理论。2016年有天文团队通过哈勃望远镜观察木卫二,发现其三个地点的冰层表面,有水喷出射向高空的喷流迹象。

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    图释:天文学家对木卫二水层与冰层的猜想 图源:inverse

    这么多年来,人类已经收集到许多木卫二上存在水的证据。NASA的伽利略木星探测器发现了木卫二冰层下有导电液体的证据。伽利略木星探测器以著名天文学家伽利略·加利利命名,他于1610年发现了这颗小型卫星。

    自1995年至2003年,伽利略探测器围绕木星运行,发现这颗巨大星球的磁场在木卫二附近会发生弯曲,这意味着木卫二极可能存在咸水海洋,从而产生特殊的磁场。

    如果木卫二存在生命,它们会是什么样?

    木卫二上的生物将会与人类在地球上所能想象到的生命截然不同,毕竟这颗卫星在赤道的地表温度就低至-162摄氏度。

    因此,类人生物是无法在木卫二的地表生存的,但在次表层可能存在微生物。

    尽管严格意义来说,木卫二不属于太阳系的宜居带,太阳的热量远不足以将这里的冰化成水,但科学家们相信,木星巨大的引力潮能将木卫二的海洋维持为液态,这叫潮汐加热或潮汐做功。

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    图释:伽利略号接近木星和木卫一 图源:inverse

    NASA计划何时再次前往木卫二探寻生命?

    再度前往木卫二进行探测的首要任务会是了解这颗天体是否可能存在生命。

    木卫二快船预计于2025年发射,它将环绕木星运行,对木卫二进行45次飞掠,从而探测它的各个地区。木卫二快船将携带高分辨率相机和光谱仪,为人类带来这颗既陌生又有些熟悉的星球的第一批细节照。

    NASA于2019年8月获得批准,开始设计与建造木卫二快船,从而启动人类对除月球以外其他卫星的首次探测项目。

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    图解:伽利略号飞船拍摄到接近真实色彩的木卫二表面照片

    NASA华盛顿总部科学任务委员会的副主管托马·斯祖布钦表示,接下来的探测任务将是基于人类对木卫二已经搜集到的信息所展开的。

    “我们无比期待接下来的任务,木卫二快船号的发射将为人类解开这片海洋之谜迈出至关键性一步。” Zurbuchen表示,“我们基于伽利略号木星探测器和卡西尼号土星探测器所传输回的信息,设计开展下一步的任务,继而加深对宇宙起源、对外星生命的认知。”

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    图释:站在木卫二的冰层表面看木星 图源:inverse

    木卫二快船号将配备探冰雷达,以探测木卫二冰层下的水,并运用重力测量探测其磁场,从而确定这颗卫星是否担得上“海洋世界”的称号。

    摘要:

    早期研究表明,木卫二的大气层存在局部密度增加的现象,科学家因此猜测这一现象可能是由水柱造成的。然而,这些测量手段对于总吸收和原子发射极为敏感,从而限制了其评估含水量的能力。为此,我们利用凯克天文台,自2016年2月至2017年5月对木卫二上的水汽进行直接搜寻。在全球调查范围内,我们的红外波段在17个观测日中有16日都无法检测到,木卫二水丰度的上限要低于我们之前的推算。在2016年4月26日,我们在木卫二前半球测得2,095±658吨水蒸气。我们推测它的水蒸气排气量低于之前的预估,只有极少数地区发生了剧烈活动。

    相关知识延伸阅读

    木卫二又称为“欧罗巴”(英语:Europa,IPA: /juˈroʊpə/;希腊语:Ευρώπη),木星的天然卫星之一,由伽利略于1610年发现(不久之后又由西门·马里乌斯(Simon Marius)独立发现),是四颗伽利略卫星中最小的一颗。在已知的67颗木星卫星中,木卫二是直径和质量第四大,公转轨道距离木星第六近的一颗。

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    图解:木卫二背向行进方向的半球。右下角的白色区域为普维斯撞击坑,深色区域是木卫二水冰表面矿物含量较高的区域。图像颜色近似真色,于1996年9月7日由伽利略号拍摄。

    木卫二稍微比月亮小,主要由硅酸盐岩石构成,并具有水-冰地壳,和可能是一个铁-镍核心;有稀薄的大气层,主要由氧气组成;表面有大量裂缝和条纹,而陨石坑比较罕见,有在太阳系任何已知的固体物体的最光滑表面。

    参考资料

    1.WJ百科全书

    2.天文学名词

    3. inverse- Passant Rabie-凌晨2点铁道口见

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