2022-03-08 18:37

木卫二上的羽流可能使寻找外星生命成为可能

Artist's view of plumes on Europa (right) // NASA

木星的卫星欧罗巴很可能有水柱——巨大的咸水喷泉从它的冰壳中喷射出来。这是科学家今天早些时候宣布的,重申了之前对这颗伽利略卫星上羽流活动的观测结果。这些发现增加了该机构下一个旗舰行星任务的风险,计划在2022年左右发射木卫二。

据估计,这些羽流从木卫二表面上升到125英里,是由美国宇航局26年太空轨道观测站——哈勃太空望远镜捕捉到的。太空望远镜科学研究所的天文学家威廉·斯帕克斯在一场电话新闻发布会上说:“我们正在竭尽哈勃的独特能力。”为了发现这些羽流,科学家们使用了所谓的凌日成像操作,观察木卫二相对于木星明亮表面的轮廓。它花了5000万次观测事件才生成了羽流图像,这些图像通过专门设计的软件进行了仔细处理。

美国国家航空航天局(NASA)上周对这一结果进行了揶揄,承诺在月球上有“令人惊讶的活动”。地幔柱符合这个条件,它的意义不仅限于天体奇观和地质刺激。木卫二是一个海洋世界,被认为拥有生命所必需的所有成分。虽然它的大小和我们的月球差不多,但它的海水是地球海洋的两倍。水被夹在冰壳和岩石地幔之间。当水接触到岩石时,会产生有趣的化学反应——尤其是如果地球内部有热液喷口,将热水喷射到海洋中。木卫二上生命生存的条件至少和地球海洋最深处的环境一样适宜。这些羽流为外星生物打开了大门,尽管我们可能会在那里发现什么仍然是一个谜。

问题一直是木卫二的海洋取样。冰壳可能有好几英里厚——即使在地球上,也超出了钻探能力。羽流解决了这个问题。我们不需要去海洋;我们可以让海洋来找我们。美国国家航空航天局(NASA)正在开发的“木卫二多次飞越任务”(Europa Multiple Flyby Mission)将看到一艘航天器进入环绕木星的轨道,环绕这颗气态巨星数百次。每次它来到木卫二,都会扫描并成像这个冰冷的世界。这种技术,而不是直接的木卫二轨道飞行器,可以让航天器避免木星环境中最糟糕的辐射带。科学家们现在可以规划轨道,让航天器飞越这些羽流,以分析它们的组成。

然而,目前还没有人对生命探测做出承诺。多次飞越任务是为了研究。接下来的任务——可能是木卫二着陆器——实际上将决定生命的问题。(这些羽流对着陆器的帮助和它们对飞掠的帮助一样大,因为从木卫二外壳上喷射出来的水会雨点般地落回表面。着陆器只要往下钻几英寸就可以进行非凡的观测。)着陆器的概念目前正在南加州的喷气推进实验室进行开发。这种多次飞越航天器是由喷气推进实验室和马里兰州约翰霍普金斯大学应用物理实验室共同开发的。

“很长一段时间以来,人类一直想知道地球以外是否有生命存在,”美国宇航局总部天体物理学部门主任保罗·赫兹(Paul Hertz)说。“我们很幸运生活在一个可以科学地处理这些证据的时代。”

目前,这一发现只能通过哈勃望远镜的灵敏度来实现。NASA戈达德太空飞行中心的哈勃项目高级科学家珍妮弗·怀斯曼说:“哈勃是我们目前唯一能够用紫外线如此细致地观察木星和木卫二的望远镜。”该太空望远镜的科学任务最近被延长了五年,直到2021年,届时美国宇航局将不得不决定是否继续使用该太空望远镜。哈勃的继任者、强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)定于2018年发射。“我们对使用詹姆斯·韦伯太空望远镜感到特别兴奋……来寻找木卫二存在水的其他证据,”怀斯曼说。