NASA说，土卫二上可能拥有微生物或其他生命形式

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太阳系外侧的土卫二等冰质卫星是否可能拥有微生物或其他外星生命形式？

NASA 航天器卡西尼号（Cassini）收集的数据发现了一些有趣的新现象，暗示了这种可能性。

土卫二是一颗小型卫星，其冰层下面含有由液态水组成的海洋。卡西尼号发现，该卫星喷出的气体羽流中含有氢气。科学家由此做了许多推断，他们认为，土卫二上存在与地球海洋底部高温裂隙处类似的水热化学反应。

至少在地球上，深海热泉里生活着许多微生物。因此，被 NASA 称为“海洋世界”的那些远离地球的冰质卫星上可能存在生命。

一排排羽流从土卫二表面的冰缝中升起。图片版权：NASA/JPL-Caltech，通过 Space Science Institute

NASA 行星科学主任詹姆斯·L·格林（James L. Green）表示：“这将是测试我们的理论、查看那里是否存在生命的一个好机会。”

这是卡西尼号的最新发现。这艘航天器已经对土星及其卫星和土星环进行了 13 年的探索，目前只剩下了几个月的工作时间。4 月 22 日，卡西尼号将前往土星和土星环之间的轨道。它将在那里环绕土星运行 22 圈，并在 9 月结束任务，坠入土星的大气层。

根据周四发表在《科学》期刊上的一篇论文，卡西尼号的发现还显示，土卫二羽流中测量到的二氧化碳、氢气和甲烷的含量处于不平衡状态，这为生物提供了维持生命所需要的能量来源。

这篇论文的首席作者、圣安东尼奥市西南研究院空间科学与工程部门项目主任小 J·亨特·韦特（J. Hunter Waite Jr.）表示：“这意味着那里有可能存在支持微生物系统的化合物。”

在周四发表于《天体物理杂志通讯》的另一篇独立论文中，另一个研究团队利用哈勃空间望远镜再次发现了从木卫二表面升起的类似羽流。木卫二是木星的大型卫星之一，其冰层下面也拥有一片海洋。

卡西尼号之前曾发现土星最大的卫星土卫六上存在甲烷海。由于这一发现，一些科学家提出了向土卫六派遣飞船的建议。

土卫二的体积很小，直径只有 498 公里，因此它在地质学上缺乏吸引力；科学家很早就认为它的内部可能是结冻的固体。不过在 11 年前，卡西尼号发现了从土卫二南极地区升起的羽流，这是该航空器做出的最为重大、最令人吃惊的发现之一。

土星的潮汐力对土卫二的拉伸和挤压似乎产生了足以使冰融化的热量。根据卡西尼号的其他发现，科学家认为，土卫二不是仅仅在南极附近拥有可以生成羽流的水池，这颗卫星的冰层下面是一片遍布整个星球的海洋。

2015 年 10 月，卡西尼号下降到了距离土卫二表面不到 48 公里的地方，并用一件仪器对雾状羽流中的颗粒进行了收集和确认。这些颗粒主要由水分子组成，但韦特博士及其同事还发现了氢气分子，其体积占比高达 1.4%。

NASA 的演示说明了研究土卫二南极羽流的科学家为何认为这颗卫星上的水可能与岩石中的矿物质发生相互作用。这种水热化学反应与地球海洋底部高温裂隙处的水热化学反应类似。地球上的深海热泉里生活着许多微生物。图片版权：NASA

氢元素是宇宙中最常见的元素。不过人们认为，在土卫二这么小的卫星上应该不会探测到任何氢气，因为土卫二的引力太弱，无法将氢气长时间维持在卫星表面。

西南研究院地球化学家克里斯托夫·R·格莱因（Christopher R. Glein）是上述《科学》论文的另一位作者，他表示：“发现氢气本身就很让人吃惊。”

在考虑了可能持续产生氢气的各种方式以后，科学家认为，水热反应是生成大量氢气最合理的解释。每个水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。科学家报告说，根据地球物理模型，当温度很高的水流过岩石时，岩石中的矿物质会捕获氧原子并释放氢气。

土卫二上似乎拥有足以支持微生物的能量。“这是我们第一次有能力计算外星海洋的卡路里值，”格莱因博士说。在被问及这个卡路里值是多少时，格莱因博士表示，土卫二上可用的能量相当于每小时 300 个披萨饼的热量。

加州山景城 NASA 艾姆斯研究中心的行星科学家克里斯托夫·P·麦凯（Christopher P. McKay）没有参与此项研究，他表示：“对于土卫二的宜居性来说，这是一个很好的结果。”

麦凯博士说，这种氢气含量远远超出了微生物的需求。

不过，氢气的存在并不能证明土卫二存在生命。它可能暗示了相反的结果。

在地球上，深海热泉里产生的氢气很快就会被微生物吸收。不过，土卫二的海洋却能释放大量氢气并使其抵达太空。这可能意味着这颗小型卫星上没有可以利用氢气的生命。例如，在一场部门会议上，NASA 太空生物计划领导人玛丽·A·佛伊泰克（Mary A. Voytek）表示：“如果你拥有这样一堆比萨饼，它们转眼就会消失。”

或者，生命可能存在，但是受到了其他因素的限制。“如果那里存在生物，那么它们算不上很活跃，”佛伊泰克说。

在未来的很长一段时间里，科学家将无法获得更多数据。

卡西尼号将不会继续围绕土卫二进行近距离飞行。这艘航空器的燃料已经不多了，它的任务将在 9 月结束。在最后几个月，卡西尼号将转到另一个轨道上，以便探测土星的内部性质，并对土星环的内部进行近距离观测。

NASA 目前没有重返土星或土卫二的计划。不过，该机构目前正在为一项价格高达 8.50 亿美元的任务征集建议。NASA 已经透露了一些感兴趣的领域，其中之一就是探索土卫二和土卫六。

土卫二的发现也有助于木卫二探测器（Europa Clipper）的设计。该探测器将在 2020 年代发射，以便对木卫二进行研究，这也是 NASA 的下一项重大行星任务。

在《天体物理杂志通讯》的最新论文中，由巴尔的摩市空间望远镜科学研究院威廉·B·斯帕克斯（William B. Spark）领导的一群研究人员介绍了哈勃空间望远镜 2016 年的一次观测。此次观测发现，木卫二表面似乎升起了水蒸气羽流。两年前，这些研究人员曾在木卫二的同一位置发现类似的羽流。

此外，NASA 的伽利略号航天器曾在 1990 年代发现木卫二的这个位置异常温暖。如果这里发现深海热泉，科学家将不会感到吃惊。“不管在哪里，地球物理学原理都是相似的，”佛伊泰克博士说。

翻译 熊猫译社 刘清山

题图来自 Wikipedia

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