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新的證據證實，土星衛星土衛二的冰凍表面下隱藏著一個液態水海洋。科學家表示，這種水的存在提高了土衛二在太陽系中尋找外星生命的首選地位。
自2005年美國宇航局的卡西尼號探測器發現土衛二噴出的富含水的羽流從該衛星的南極噴出以來，土衛二就引起了研究人員的興趣，這增加了它們可能是從埋藏的液態海中噴發的可能性。同一探測器透過測量土衛二的引力場，現在加強了海的假設。科學家們仔細監測了衛星如何使卡西尼號偏離軌道，並確定土衛二的南極必須具有比表面看到的更多的質量。由於液態水的密度比冰大，因此一個埋藏的海洋可能會導致這種隱藏的質量，研究人員推斷。“很難找到任何不涉及冰下厚厚液態水層的解釋，”加州理工學院行星科學家大衛·史蒂文森說，他是將於4月4日在科學雜誌上發表的論文的合著者。儘管重力資料不能證明液體是水而不是其他物質，但水是最有可能的解釋，因為它在土衛二上很豐富（儘管大多以冰的形式出現），並且如果換成岩石則不會產生所見的引力模式，史蒂文森解釋道。
儘管羽流可能來自地表冰的融化，但與地下水源的聯絡也是可能的。而且，土衛二的羽流來自其南極，也是推測的海洋所在的位置，這又進一步支援了液態海洋的解釋。“這些新結果就像偵探故事中的一個點，其中找到指紋證實了基於動機和機會的假設，”科羅拉多大學博爾德分校的行星科學家拉里·埃斯波西託說，他沒有參與這項研究。史蒂文森本人承認直到現在才對此持懷疑態度。“在這些結果出現之前，我個人認為土衛二有一個海洋一點也不明顯，”史蒂文森在週三的電話會議上告訴記者。“你可以透過摩擦冰塊來製造水，所以我並不清楚你擁有如此大的體積。我們現在知道我們有。”
卡西尼號的資料表明，地下海洋大約有10公里深，覆蓋面積大約相當於蘇必利爾湖。它將被埋在大約50公里的冰凍冰層之下。理論上，這種儲層可以容納某種形式的生命，人們認為生命依賴於液態水。“有一些陸地生物可以在這種環境中完全舒適地生活，”研究合著者康奈爾大學的行星科學家喬納森·盧寧說。“這使得土衛二的內部有可能成為尋找生命的非常吸引人的地方。”
土衛二並不是唯一可能存在地下海洋的太陽系天體。木星的衛星歐羅巴是尋找外星生命的另一個主要目標，人們認為它的地表冰下也存在一個全球性的海洋，而其他的木星衛星，卡利斯托和蓋尼米德，也顯示出地下海的證據。蓋尼米德的海洋可能位於更深層的冰層上，而土衛二上的水將位於衛星的矽酸鹽核之上。由於矽酸鹽可以提供生命所需的一些化學物質，例如鹽、磷和硫，因此這種排列可能為這些化學物質與液態水混合併產生生命提供了機會，盧寧說。
最新的發現要求研究人員透過監測卡西尼號發回地球訊號的頻率的微小變化，即多普勒頻移，來費力地跟蹤卡西尼號的運動。“這與他們用於馬來西亞飛機的相同，但是我們可以做得更準確，”史蒂文森說。在卡西尼號三次經過土衛二附近後收集到資料後，科學家們可以很好地估算出該衛星的引力場，從而確定土衛二表面下存在一些額外的質量。“如果正確，它將提供關於噴氣口下方可能發生的事件的重要新資訊，”愛達荷大學的行星科學家馬修·赫德曼說，他沒有參與這項研究。“我認為仍然需要回答的一個重要問題是，這種海洋如何與地表連線起來以產生羽流。”另一個問題是為什麼土衛二的北極迄今為止沒有顯示出羽流活動或海洋的跡象。科學家們認為，來自土星的引力潮汐可能會加熱該衛星的內部，融化冰以形成海洋。這種加熱可能在兩極最強烈。“我不知道為什麼它只在南極，”史蒂文森說。
新證據及其提出的問題只會讓科學家們更渴望利用卡西尼號在土星的剩餘時間來研究土衛二。該航天器於2004年抵達這顆環狀行星，並計劃在2017年墜入土星大氣層，以壯觀的方式結束生命。在此之前，卡西尼號還計劃對土衛二進行三次有針對性的飛掠。希望更多的發現還在等待著我們。