土卫二这颗冰冻的卫星,具备生命所需的所有条件,上面有生命吗?
土星卫星与卡西尼号
土星是太阳系中仅次于木星的第二大行星,与木星一样它也是一颗气态星球。这颗行星与其它行星不同的主要特征,莫过于它拥有太阳系所有行星中最大的"光环"-土星环。从望远镜中观察土星,可以清晰地看到木星周围有一圈非常宽且非常薄的"帽沿"。这个"帽沿"其实是由七层环所组成,每个环都是由数量非常多的碎石和冰块所组成,在土星带动"光环"运行的时候,从外界看来,就像一张正在播放转动的胶质唱片。
土星是目前已经确认拥有行星数量最多的行星,达到了惊人的60多颗(其中还有很多小型的没有计算在内)。其中,直径小于10公里的占据一半左右,只有7颗质量较大的卫星,能够依靠自身重力达到流体静力平衡状态,也就是通过说的"浑圆"。在靠近土星内侧的卫星中,基本上都是质量和体积很小的小卫星,主要是受到土星强大的引力影响,使其逐渐发生分裂。
比较有名的木星卫星主要有:太阳系内最大的卫星-土卫六,拥有着浓密的大气层,比地球大气层密度还要高出60%;能够反射几乎所有光线的土卫二,上面有一大片没有受陨石冲击的巨大区域;土卫三表面有一条贯穿全球的巨大沟壑;土卫八一面很亮,另一面即使受到阳光直射也显得很暗,等等,这些卫星展现出了各具特色的面貌。其中最令科学家感兴趣的卫星,土卫二则首屈一指。
为了对土星及其卫星进行深入地探测,美国联合多个国家,于1997年发射了一颗专门的探测器-卡西尼号,在2004年的时候抵达土星轨道,到2017年因燃料用尽,坠入土星大气层烧毁。在这13年的探测过程中,拍摄了大量关于土星、土星环以及多颗卫星的"近照",为我们近距离了解"土星系统"、揭示土星及其卫星的形成和演化特征提供了大量珍贵的数据。
土卫二上的喷射羽流
在卡西尼号对土卫二进行探测时,发现土卫二这颗卫星,虽然表面上看极像一颗被固体冰封锁住的"死星",但是,在表面平静的状态之下,却蕴藏着"生机",因为探测器发现在土卫二表面的冰层裂缝之中,会时不时地有喷射羽流现象的发生。
通过卡西尼号探测器所携带的离子中子质谱仪,对喷射出的羽流成分进行了监测和分析,发现里面含有甲烷、氢气、二氧化碳,另外还有少量的水汽。在地球的生态环境系统中,这几种物质都可能与生命挂上钩,比如海底的热液中,虽然太阳照射不到,氧气也非常稀少,但热液喷口附近仍然能够找到一些微生物,并且以它们为主体,形成独特的热液生态系统。
而土卫二表面喷射羽流的存在,在一定程度上可以说明,在其冰冷的表面之下,应该存在着一个比较温暖和流动的海洋,海洋、海底岩石以及卫星内核之间发生着一定的水热反应,从而释放出一定能量。在土卫二的表层之下,一旦有氢气、有水、有甲烷,就有可能合成有机物质,那么这里就具有了一些产甲烷细菌存在所需的一切条件,因此,科学家们认为,这里将是除了地球之外,最有可能存在生命的地方之一。
土卫二冰层下有生命吗?
从目前来看,科学家们还没有统一的结论,能够解释土卫二向太空喷射特殊分子混合物的原因和机制。但是,由于产甲烷菌可以依靠氢气和二氧化碳生成甲烷气体,而通过研究分析,科学家们认为,土卫二如果仅靠本身自然的化学作用,是产生不了如此多的甲烷气体的。所以,如果我们假设土卫二冰层之下有足够多的产甲烷菌,那么一切都对得上了。
有研究团队先从甲烷非生物来源开始研究,通过模拟某些矿物质与热水之间产生氢气,通过一定途径与二氧化碳结合形成甲烷的过程,计算出在自然状态下,通过非生物途径形成甲烷的速率和数量。结果显示,如何仅靠土卫二冰层下的天然岩层,是远远不够的。这在一定程度上或许可以说明,在距离喷射口一定距离以外(太近温度太高,产甲烷菌无法生存)的区域,存在着某些类似产甲烷菌的东西,在不断地"啃食"氢气和二氧化碳,从而将合成后的甲烷释放到羽流中。
但是,科学家们仍然非常冷静,这种模拟的结果,并不能证明土卫二冰层之下或者喷射口周围,存在着大量的产甲烷微生物。因为还有一些天然的作用可以释放出甲烷,比如土卫二的核心形成过程,有可能由彗星碰撞所参与,里面可能会含有富含碳的物质,在被仍然处于活跃状态的内核加热时,会分解形成甲烷。当然,也有可能是一些至今仍然没有被科学家们所了解的过程所致,毕竟目前我们还对土卫二的来源、内部结构、年龄等方面都一无所知。
与土卫二相类似的卫星,还有另外一颗冰冷的星球-木卫二,它们的表面都被"冰封",而且也会释放出喷射羽流。今年,詹姆斯韦伯太空望远镜将要发射,届时将可能会清晰地辨认出羽流的更多特征。另外,专门用于采样和分析喷射羽流的探测器也在研制过程中,届时估计会给我们带来更多的惊喜。
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