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NASA:木星第四大衛星噴氣狀水柱 或存在生命

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NASA宣布了一個重大發現,科學家們觀測到木星的第四大衛星“木衛二歐羅巴”有水汽噴發,而有水就有可能有生命存在。北京時間9月27日凌晨2點,NASA在電話會議中介紹了這次的新發現。

根據NASA最新公布的歐羅巴表面向外噴射羽狀水柱圖片,哈勃望遠鏡觀測到歐羅巴表面的水蒸氣柱沿7點鐘方向向外噴出。這是木衛二冰層下有液態海洋的強有力證據,能為孕育生命創造有利條件。

2000年1月3日,伽利略探測器在351公里的高空飛躍木衛二歐羅巴時拍攝的照片。

歐羅巴表面的水汽噴發據估計有200千米那麼高,被噴發出來的物質隨後像降雨一樣降落到其表面。據推測,歐羅巴上的海水含量和地球海水總量相當,不過這些水被封存在厚度未知的冰層之下。噴發的水汽無疑將為科學家研究其下水分提供巨大便利。

如果觀測得到確認,意味著科學家不需要大費周章地鑿開歐羅巴表面厚厚冰層,只需要讓探測器穿過水柱,可以直接從中分析出歐羅巴的內部成分,以檢測是否有生命存在。

來自NASA伽利略號探測器(Galileo)的增強顏色的圖像展示了木星的衛星歐羅巴冰層表面上錯綜複雜的線性裂痕。

早在2012年,聖安東尼奧的一個觀測小組就曾觀測到在歐羅巴南極區域疑似存在水汽噴發的跡象。此次觀測更加支持了之前歐羅巴上有水汽噴發的猜測。

NASA科學人物事務理事會的傑夫·約德(Geoffrey Yoder)介紹:“歐羅巴上的海洋環境被認為是太陽系裡除地球外最有可能存在生命的地方。”

木衛二表面向外噴射羽狀水柱的圖片

歐羅巴是一顆相當活躍的衛星,它的地質構造還在不斷發生變化。2012年12月,哈勃太空望遠鏡在木衛二歐羅巴南極地區拍攝到水汽,但哈勃並沒有直接拍攝到羽狀噴發,而是通過光譜的方式檢測到了氫和氧的輻射。這讓科學家們較為肯定地推斷,歐羅巴冰殼下有極大的可能藏有含鹽深水海洋。

歐羅巴概念圖,前景是歐羅巴,右邊是木星,中間是木衛一艾奧。

那麼這顆木星的衛星是否擁有可以支持生命的原材料以及化學能的正確配比?這個答案可能取決於歐羅巴是否擁有合適的環境,能讓化學物質以正確的比例為生物進程提供能量。地球上生命的誕生就是利用了類似的契機。

根據“NASA中文”的介紹,NASA加州帕薩迪娜噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)的科學家們對木星的衛星歐羅巴的海洋情況進行了建模,在排除了與火山運動直接相關的過程之後,將歐羅巴潛在的氫氣和氧氣產量與地球相比較。這兩種元素的平衡是適合孕育生命的能量的關鍵指標。研究發現它們的數量可以用比例來衡量。在這兩個星球上,氧氣的產量都比氫氣高多10倍。

JPL的行星科學家及這項研究的第一作者Steve Vance說,“我們正在以理解地球自身系統的能量和營養運動的方式來研究一座外星海洋,歐羅巴海洋中氧氣和氫氣的循環將是歐羅巴的海洋化學作用與那裡任何生命的主要驅動力,就像我們地球一樣。”

最後,Vance和他的同事們還想要了解海洋中生命循環的其他主要物質:碳、氮、磷和硫。

NASA中文介紹,研究的另一部分則是研究者們計算了歐羅巴的海洋中,當海水與岩石相互作用時可能產生的氫氣的含量,這個過程被稱為蛇紋石化作用。在此過程中,水滲透入礦物顆粒之間的空隙並與岩石發生反應,形成新的礦物質並釋放氫氣。研究者們認為:隨著時間的推移,歐羅巴海底會有一些裂縫,因為從這顆星球形成數十億年以來,它的岩石內部依舊保持著低溫。新的裂縫將新鮮的岩石暴露給海水,然後更多的產生氫氣的化學反應就此發生。

在地球由海洋覆蓋的地殼中,這樣的裂縫被確信滲透了3至4英里(5至6公里),在如今的歐羅巴,研究者們預計水可能滲透入岩石內部15英里深(25公里),促使這種關鍵的化學反應貫穿於歐羅巴海底的深層結構。

歐羅巴的化學-能量-產生生命的另一半方程,則是氧化劑(氧氣和其他可以與氫氣發生反應的化合物)從歐羅巴的冰層表面進入海洋中循環。歐羅巴沐浴著來自木星的輻射,它裂解了冰中的水分子並形成這些物質。科學家們曾經指出歐羅巴的表層正在循環回其內部,在這段過程中攜帶氧化劑進入海洋。

“冰里的氧化劑就像電池的正極一樣,而海底被稱為還原劑的化學物質就像負極一樣。生命和生物過程是否完成了這段循環是我們探索歐羅巴的動機之一。”JPL的行星科學家,同時也是這項研究的合作者Kevin Hand說。

NASA還計劃於2018年發射詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,屆時科學家將有機會使用紅外線來確認歐羅巴上的水汽噴發活動。

(责任编辑:文恩)

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