木衛二上的生命跡象可能就在地表之下

新的地圖表明,在這顆冰冷衛星的地下海洋中發現外星生命的證據可能比想象的要容易得多

未來著陸器在木星的含海洋衛星木衛二表面的藝術家概念圖。

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一項新的研究報告稱,如果木星冰冷的衛星木衛二上存在生命跡象,那麼找到它們可能不像科學家們想象的那麼困難。

這個直徑1900英里(3100公里)的木衛二在其冰殼下蘊藏著一個巨大的海洋。更重要的是,天文學家認為這些水與該衛星的岩石核心接觸,從而使各種複雜而有趣的化學反應成為可能。

因此,研究人員將木衛二視為太陽系中孕育外星生命的最佳選擇之一。木衛二也是一個地質活動活躍的世界,因此,地下海洋的樣本可能會透過區域性海洋本身的上升流,例如,和/或透過類似間歇泉的排氣,多次被美國宇航局的哈勃太空望遠鏡發現,定期到達地表。[圖片:木衛二,木星神秘的冰冷衛星]


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美國宇航局的目標是在不遠的將來尋找此類樣本。該機構正在開發一項名為“木衛二快帆”的飛越任務,該任務計劃在2020年代初期發射。“快帆”將在數十次飛越期間近距離研究木衛二,其中一些可能會飛過該衛星的疑似水蒸氣羽流。美國宇航局還在研究一個可能的“快帆”後著陸器任務,該任務將在木衛二表面或附近尋找生命跡象。

然而,目前尚不清楚木衛二著陸器需要挖掘多深才能有機會找到任何東西。這是因為木衛二在木星的輻射帶內執行,並受到快速移動的帶電粒子的轟擊,這些粒子可以將氨基酸和其他可能的生物特徵轉化為糊狀物。

這就是新研究的用武之地。

美國宇航局科學家湯姆·諾德海姆和他的同事詳細模擬了木衛二的輻射環境,闡明瞭各地情況有多糟糕。然後,他們將這些結果與實驗室實驗的資料結合起來,記錄了各種輻射劑量分解氨基酸(此處作為一般複雜生物分子的替代品)的速度。

研究人員發現存在顯著差異,一些木衛二地區(赤道區域)受到的輻射衝擊大約是其他地區(中高緯度地區)的 10 倍。

研究小組確定,在最良性的地點,著陸器可能只需要在冰下挖掘 0.4 英寸(1 釐米)左右,即可找到可識別的氨基酸。在高輻射區域,目標深度約為 4 到 8 英寸(10 到 20 釐米)。(但這並不意味著潛在的木衛二生物會在此深度仍然存活;研究團隊成員表示,那裡的劑量足以煮熟最頑強的地球微生物。)

加利福尼亞理工學院和美國宇航局噴氣推進實驗室(均位於帕薩迪納)的諾德海姆表示,後一個範圍仍然相當容易控制。

他告訴 Space.com:“即使在木衛二輻射最嚴重的區域,你也真的不必在表面下刮擦太多,就能找到未被輻射大量修改或破壞的物質。”

諾德海姆補充說,這對潛在的著陸器任務來說是個好訊息:由於輻射暴露似乎不是一個限制因素,規劃人員可以自由地瞄準木衛二最有可能蘊藏新鮮海洋沉積物的區域——例如,羽流下的沉降區——無論它們位於何處。

科學家們仍然沒有確定任何有希望的著陸區域;迄今為止捕獲的木衛二影像還不夠清晰。但“木衛二快帆”的工作應該會改變現狀,諾德海姆說。

他說:“當我們獲得‘快帆’偵察、高解析度影像時,這將是一個完全不同的景象。‘快帆’偵察真的至關重要。”

這項新研究今天(7 月 23 日)線上發表在《自然天文學》雜誌上。

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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