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美國宇航局的木衛(wèi)二快船飛船將調(diào)查木星的一顆冰冷的衛(wèi)星是否可以支持外星生命

2024-10-25 19:48 來源:本站編輯

Europa

發(fā)現(xiàn)外星生命將是人類有史以來最深刻的科學(xué)和哲學(xué)啟示之一。但如此重大的發(fā)現(xiàn)來之不易。我們的出發(fā)點(diǎn)是首先在其他星球上尋找可居住的跡象,也就是說,生命存在的可能性。

美國國家航空航天局正在做的就是:在10月10日向木衛(wèi)二發(fā)射一艘宇宙飛船。木衛(wèi)二是木星的衛(wèi)星,其儲(chǔ)水量是地球所有海洋水量總和的兩倍。木衛(wèi)二的海洋深度在60到150公里之間,隱藏在15到25公里厚的冰層之下。海洋存在的證據(jù)從20世紀(jì)90年代末開始增多。

“木衛(wèi)二快船”任務(wù)將攜帶9臺(tái)儀器,用于評(píng)估這個(gè)海洋世界是否適合居住。如我們所知,如果一個(gè)地方具備以下三種條件,即液態(tài)水、能量和被稱為有機(jī)物的含碳化合物,那么這個(gè)地方就可能適合生命生存。

近40億年以來,地球上一直充滿著生命,盡管發(fā)生了不下五次大規(guī)模物種滅絕事件。我們的星球上有豐富的水和有機(jī)物,而陽光為植物的光合作用提供動(dòng)力,使它們能夠產(chǎn)生糖,這些糖通過食草物種進(jìn)入動(dòng)物王國。

然而,木衛(wèi)二的咸水海洋在幾百米以下的深度是漆黑的,這意味著光合作用在那里沒有機(jī)會(huì)。這就是為什么在1977年,當(dāng)科學(xué)家們?cè)谔窖蠛5滓粋€(gè)火山熱點(diǎn)接近2500米的地方進(jìn)行更深入的探索時(shí),他們驚訝地發(fā)現(xiàn)熱液噴口周圍有大量生命。

在那個(gè)深度的生命不是通過光合作用,而是通過化學(xué)合成,一種生物從化學(xué)反應(yīng)中獲得能量的方式。陽光不再是宜居的先決條件。

木衛(wèi)二海洋中的水由于摩擦加熱而保持液態(tài)。這種加熱的發(fā)生是因?yàn)槟拘l(wèi)二在繞木星運(yùn)行的軌道上與木星的引力相互作用時(shí),變得拉伸,然后放松。為了讓木衛(wèi)二的海洋適合居住,需要穩(wěn)定的原料供應(yīng),以允許某種形式的化學(xué)合成發(fā)生。

如果這些成分存在,它們可能來自木衛(wèi)二巖石海底的熱液噴口,就像地球上的一樣,或者來自從冰冷的地殼中滲出的物質(zhì),如果你喜歡,也可以稱之為“海天花板”。我們還不知道這些機(jī)制是否合理,所以我們需要從許多不同的角度獲得更多的數(shù)據(jù)。

越來越多的證據(jù)表明,木衛(wèi)二表面的物質(zhì)正逃逸到太空中。如果這些物質(zhì)來自海洋,測(cè)量它的成分可以讓我們了解海洋的可居住性。

通往木衛(wèi)二的漫漫長路

至少從20世紀(jì)90年代開始,科學(xué)家們就一直主張對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行探測(cè)。NASA的木衛(wèi)二軌道飛行器于2002年被取消,緊隨其后的是2005年雄心勃勃的木星冰衛(wèi)星軌道飛行器(Jimo),它將圍繞木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四衛(wèi)星運(yùn)行。

2008年,美國宇航局和歐洲航天局(Esa)提出了木衛(wèi)二-木星系統(tǒng)拉普拉斯任務(wù)(EJSM-Laplace),旨在向木衛(wèi)二和木衛(wèi)三發(fā)射軌道飛行器。

這兩個(gè)項(xiàng)目都在2011年被取消,但在灰燼中誕生了歐洲航天局的木星冰衛(wèi)星探測(cè)器(Juice)和美國宇航局的木衛(wèi)二快艇。Juice于2023年4月發(fā)射,將于2031年7月抵達(dá),而Europa Clipper將于10月10日發(fā)射,并于2030年4月抵達(dá),比Juice早,因?yàn)樗鼘⑹褂酶鼜?qiáng)大的火箭發(fā)射。兩個(gè)航天器將同時(shí)在木星系統(tǒng)中運(yùn)行三年,這最終與EJSM-Laplace的計(jì)劃相差不遠(yuǎn)。

木衛(wèi)二快船不會(huì)圍繞木衛(wèi)二運(yùn)行,而是巧妙地圍繞木星運(yùn)行,經(jīng)過木衛(wèi)二44次,最終建立起對(duì)木衛(wèi)二的全面掃描。該探測(cè)器攜帶了9個(gè)科學(xué)儀器,準(zhǔn)備讓我們?nèi)媪私饽拘l(wèi)二的海洋、地質(zhì)和目前的活動(dòng)狀態(tài)。

美國宇航局的主要任務(wù)聲明是:“木衛(wèi)二快船的主要科學(xué)目標(biāo)是確定木星冰冷的衛(wèi)星木衛(wèi)二表面以下是否有可能存在生命的地方。”

在飛掠期間,磁場(chǎng)儀器將幫助確定海洋的深度和鹽度,質(zhì)譜法可以“品嘗”羽流以了解它們的成分,探地雷達(dá)可以看到地殼內(nèi)部是否有水,幫助我們了解物質(zhì)是否從海洋交換到地表。紅外儀器將掃描火星表面,尋找可能滲出的有機(jī)物質(zhì)的特征,并進(jìn)行熱成像。

幾十年來,行星科學(xué)家一直指出,像木衛(wèi)二這樣的海洋世界可能是生命的棲息地?!澳拘l(wèi)二快船”無法直接探測(cè)到生命,但它標(biāo)志著人類第一次專門研究海洋世界并尋找可居住跡象的任務(wù)。

如果有任何跡象表明火星上存在生命物質(zhì),那么月球表面的著陸器就可以繼續(xù)探測(cè)更深的地方,而“快船”收集到的月球表面觀測(cè)數(shù)據(jù)將對(duì)該任務(wù)的規(guī)劃至關(guān)重要。一如既往,這只適用于我們所知的生命。

本文轉(zhuǎn)載自The Co在知識(shí)共享許可下的對(duì)話。閱讀原文。The Conversation

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