科學家推測土衛二上產生氫氣的過程。資料圖片

 

當地時間4月13日，美國國家航空航天局（NASA）發布重磅消息：卡西尼號（Cassini）探測器發現，在土星衛星土衛二的海洋里發現氫氣存在，這意味著這顆在冰層下存在液體水的衛星，已具備生命起源的所有條件。同時，根據哈勃望遠鏡的探測結果，木星的衛星木衛二也具備同樣的潛力。

這些發現或許意味著，在地球以外還有適合生命存在的環境。科學家認為，木衛二存在生命的可能還要超過土衛二。因此，在2020年之后，NASA將啟動木衛二探測計劃“歐羅巴快帆”。

●南方日報駐京記者 王詩堃

 

土衛二發現“鹽水海洋”

 

NASA發布消息的同時，《科學》雜志也在網站上刊登了相關論文，詳細介紹了發現：2015年10月28日，卡西尼號探測器以49千米的超近距離飛越土衛二，通過離子中性質譜儀對羽流進行了采樣。重點在于，此次采樣探測到了氫氣分子，且含量高達1%。

科學家認為，此次在羽流中發現“相對較高的”氫氣含量，極有可能是冰下的液體水和海底巖層之間正在進行的水熱反應所產生。而氫氣能夠與水中二氧化碳反應產生甲烷，這個過程被稱為“甲烷生成”，生命可在此過程中獲得能量。事實上，科學家認為地球生命起源于原始海洋深處的熱泉附近，而甲烷則是地球生命起源的關鍵因素之一。

卡西尼號探測團隊負責人、美國西南研究所科學家亨特·韋特（Hunter Waite）表示，“水有了，有機物有了，現在連能量來源都有了。雖然生命所需的硫和磷還沒有被發現，但這不影響土衛二上升為太陽系中最有可能存在地外生命的地方?！笔聦嵣希谔栂抵辛蚝土撞⒉幌∮?，科學家相信土衛二的巖石就含有磷和硫。換言之，土衛二已具備生命起源的所有條件。

科學家很早就“盯上”了土衛二。作為土星的第六大衛星，土衛二直徑約500千米，只有月球直徑的七分之一，被白色冰殼覆蓋。2005年，卡西尼號第一次獲得土衛二南極影像，發現冰殼上存在裂縫，里面噴出的水冰和蒸汽羽流?；诖耍茖W家懷疑其冰殼下有液態鹽水海洋存在。2008年和2009年間，卡西尼號多次對土衛二進行探測，進一步發現其存在甲烷、丙烷、乙烷和乙炔等碳氫化合物。隨著研究的不斷進行，越來越多跡象顯示，土衛二上存在生命的可能。

 

木衛二更有可能存在生命

 

NASA同時公布的兩顆“生命疑似”星球，哪個更有可能存在生命？NASA給出的答案是木衛二。

從NASA公布的信息和同期發表在《天體物理學研究通訊》的論文來看，木衛二存在類似羽流現象的可能相當大：2014年，哈勃望遠鏡發現木衛二表面存在羽狀結構。而自2016年以來，哈勃望遠鏡觀察到同一地點一直有羽狀物噴出，這極可能來自木衛二冰殼的裂縫。另外的佐證是，曾路過木衛二的伽利略號探測器曾發現其溫度異常。科學家猜測，就像土衛二一樣，這可能是水從冰層下噴出的證據。

NASA表示，判斷木衛二比土衛二更可能存在生命，其中一個原因恰恰是土衛二發現了大量氫氣：這說明沒有生命在消耗氫氣，“或者說生命的活躍度不高”。另一個原因在于，木衛二僅比月球稍微小一點，比土衛二大得多?？茖W家相信，在其他條件差不多的情況下，相對大的星球，孕育出生命的概率更高。

據NASA透露，他們將在2020年之后啟動木衛二探測計劃“歐羅巴快帆”——命名源自于19世紀的飛剪式快速帆船。“歐羅巴快帆”任務計劃多次飛掠木衛二，考察木衛二適合人類居住的可能性，調查3種生命必需物質在木衛二上的存在情況，分別是液態水，碳、氫、氧、氮、磷、硫6種化學成分和支持生命存在的能源。

科學家越來越認同，在太陽系中其他星球的海洋中探索外星生命，是尋找外星生命最有效的方式。今年1月，NASA在“行星科學展望2050研討會”上發布了一份官方計劃：將著手探索太陽系內的外星海洋世界，包括木衛二、木衛三、木衛四、土衛二、土衛四、土衛六、海衛一、冥王星、谷神星。

中國科學院國家天文臺研究員鄭永春曾提到，尋找地外生命和宜居環境的主要目的，是通過探測太陽系中可能存在生命的天體，研究生命及相關物質的起源，這也成為太陽系探測的主要驅動力。

 

太陽系外的宜居可能

 

清華大學地球系統科學研究中心田豐教授指出，近年來對太陽系外行星的研究重點，已從當初的大量發現系外行星，逐步轉移到對宜居行星的發現、觀測和研究上。

根據NASA定義，處于“宜居帶”意味著一顆行星與恒星保持適當距離，進而為它表面存在液態水提供條件。一顆系外行星是否宜居，主要從3方面判斷：行星的質量、其恒星的光度、恒星—行星間的距離。田豐表示，上述三方面都符合條件的行星，可以稱為疑似宜居系外行星，但其宜居性和是否存在生命，最終要靠對行星的大氣成分或行星表面的觀測來確定。

到2016年，人類發現系外行星的數目已超過3000顆。有研究表明，基于目前對于系外行星的統計數據，宜居行星出現在太陽類型恒星周圍的概率為5%至20%，出現在紅矮星（質量約為太陽質量的一半以下的恒星）周圍的概率為20%至50%。事實上，因為質量和體積小，紅矮星周圍的宜居行星更容易被發現，目前NASA已批準主要目標是紅矮星的系外行星搜尋計劃。

也有研究人員有不同看法。田豐的研究認為，不同于太陽類恒星，紅矮星的亮度可在一億年內減少10倍以上，因此其周圍的類地行星可能經歷過快速的大氣逃逸和脫水，含水量無法達到宜居標準?！耙虼?，太陽類型恒星才是搜尋宜居行星的最佳目標”。

 

相關

卡西尼號最后的使命

 

擁有明亮光環的土星是太陽系中的“明星”，卡西尼號則是其最熟悉的攝影師。此次重大發現，首功也要歸于已有20歲“高齡”的卡西尼號。

目前，卡西尼號正在土星環中探索，這是人類探測器有史以來探測土星外環最深入的一次。隨著燃料將盡，卡西尼號將在傳回最后一批數據后，于今年9月15日沖入土星大氣層燃燒自毀。

NASA表示，由于擔心卡西尼號可能攜帶來自地球的微生物，所以采取在大氣層燃燒自毀的方式處理卡西尼號，以避免其在耗盡燃料后軌道失控，撞上土衛二、土衛六等衛星，污染上面可能存在的生命，或是破壞原始生命孕育的環境。

作為一艘1997年發射的探測器，至今還能正常工作，常規能源無法滿足。另外，由于土星軌道距離太陽太遙遠，因此無法利用太陽能，所以必須使用熱核能源。因此，卡西尼號的“心臟”采用钚238電池——這是一種劇毒的放射性物質，但在深空探索中有著無可比擬的續航優勢，據悉，探索冥王星的新視野號以及好奇號火星探測器都采用此種電池。

目前，卡西尼號正在進行其最后的任務——探索土星F環。2017年4月開始，卡西尼號最后一次飛掠土衛六并利用其引力加速變軌，隨后卡西尼號會20次飛過F環20次，并在土星和土星環的間隙觀測土星環內的小行星，并對土星進行近距離觀測，最后在大氣中燒毀——在此之前，它有機會發回有關土星大氣成分的數據。

 

更多精彩！歡迎關注“科普中國-科技前沿大師談”官方微信（kjqydst）。

 

外星生命，或許就在太陽系中

圖文簡介

NASA同時公布的兩顆“生命疑似”星球，哪個更有可能存在生命？NASA給出的答案是木衛二。