我們太陽系中最有可能存在生命的六顆衛星

在2005年，卡西尼號宇宙飛船在訪問土星時，意外地穿過了一種工程師們沒有預料到的物質——細微的水霧，以每小時1290公里的速度從土星冰冷衛星土衛二的表面裂縫中噴射到太空。卡西尼號並非設計用於採集水樣本，但這一發現激發了科學家們開發新的任務，以前往外太陽系的冰冷衛星。至少有六個這樣的世界——兩個環繞土星執行，三個環繞木星執行，一個環繞海王星執行——可能擁有液態海洋，夾在溫暖的行星核心之下和冰殼之上。

在地球上，水是“我們所知”生命存在的必要條件。除了我們在火星沙丘上已經尋找了半個世紀之外，天體生物學家現在認為外行星的冰冷衛星是我們在太陽系中尋找生命的最佳地點之一。

歐洲航天局的木星冰衛星探測器（暱稱JUICE）原計劃於四月發射，前往這顆氣態巨行星及其衛星歐羅巴、卡利斯托和蓋尼米德。JUICE和美國宇航局的歐羅巴快帆任務（計劃於2024年發射）將改變我們對外太陽系的理解。正如17世紀天文學家發現這些衛星時一樣，這些冰冷衛星可能會改寫我們的宇宙視角。

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伍茲霍爾海洋研究所的海洋學家克里斯·傑曼說：“外太陽系可能遍佈可能擁有液態水海洋的衛星，其中一部分可能在底部存在地熱和水-巖相互作用。”他與人共同領導一個由美國宇航局資助的名為“海洋世界網路”（NOW）的專案。為什麼這些特徵很重要？傑曼說：“在我們星球上，凡是具備這些特徵的地方，都會被微生物生命所佔據。”

生命可能在歐羅巴和土衛二的半冰凍泥漿中、在蓋尼米德的地下鹹水海洋中、在泰坦的甲烷和乙烷河流之下，甚至可能在矮行星穀神星和冥王星最深隕石坑的鹽水中蓬勃發展。美國宇航局噴氣推進實驗室的天體生物學家邁克·馬拉什卡說，海洋世界的冰殼甚至可能包含充滿液態水的孔隙——或許還有微生物。

在格陵蘭冰原下約兩公里半處，壓力條件模擬了歐羅巴等衛星冰層的頂部，那裡的微生物濃度與一勺酸奶中的微生物濃度相當。化學相互作用或地質活動可以為這些生命形式提供能量，就像傑曼發現的深海火山噴口一樣，為地球上的極端微生物提供能量。“選擇你在地球上關於生命起源的任何一種情景，它都可能發生在歐羅巴上，”噴氣推進實驗室的天體生物學家史蒂夫·萬斯說。研究人員可以透過使用研究我們星球上極端生命的技術，很容易地找到生物體。

NOW由伍茲霍爾、西南研究所、沙漠研究所和斯坦福大學的科學家領導。它將於八月舉辦首次聯合務虛會，旨在彙集天體生物學家和海洋學家，共同尋找生物。沙漠研究所的微生物生態學家艾莉森·默裡是聯合負責人之一，她最初是在研究一個名為維達湖的南極高鹽冷凍湖時，開始考慮外星衛星上的生命。她說，擁有地球水環境方面的經驗對於理解太陽系各處的水環境至關重要。“我們實際上將前往我們認為今天可能存在生命的地方，”默裡說。“生命在那裡進化了嗎？生命去了那裡嗎？”為了找出答案，我們只需要更深入地探索。

木星的衛星

伽利略號宇宙飛船發現，歐羅巴可能正在向太空噴射160公里高的稀薄水柱。它還發現，木星的磁場感應出電流，表明球體內部存在鹹液態水。歐羅巴是太陽系中最光滑的天體，這表明它的表面比地球以外的大多數其他世界更頻繁地被內部過程重塑。

我們太陽系中最大的衛星可能包含幾層岩石、水和奇異的高壓冰。岩石和水之間的相互作用是地球上微生物多樣性的基礎。蓋尼米德是唯一已知擁有自身磁場的衛星，這會產生類似於地球上的極光。當木星的磁場波動時，極光會搖擺，這是存在大型鹹水海洋的部分證據。

卡利斯托是木星衛星中密度最小的。它很幸運地在距離行星180萬公里的軌道上執行，超出了木星強烈的輻射帶。由於木星的引力場在這個距離上較弱，卡利斯托也比它的伴星衛星經歷了更小的潮汐摩擦。這顆衛星佈滿隕石坑的表面表明，自形成以來，它就沒有發生過地質活動，因此它可能儲存著原始太陽系的記錄。

土星的衛星

微小的土衛二是太陽系中反射率最高的天體。從外殼噴出的霧氣凝結並落回表面，使其保持雪白色。它像歐羅巴一樣光滑，進一步證明它今天仍處於地質活動活躍期。由於霧氣產生了土星第二外環——E環，因此對E環進行取樣是取樣土衛二假想海洋以及尋找有機分子、氨基酸或其他生命成分的一種方式。

卡西尼號在泰坦（最像地球的外星世界）上投放了一個著陸器，泰坦擁有廣闊的平原和峽谷地帶。它降落在一個由冰粒組成的平原上，並發現了巨大碳氫化合物湖泊的證據。泰坦稠密的大氣層主要由氮氣組成，與地球類似，但缺乏氧氣。它有豐富的液態甲烷和乙烷，這些物質形成了衛星朦朧的橙色光暈。這些化合物具有類似於地球上水迴圈的迴圈，可以支援基於甲烷的生命。

海王星的衛星

海衛一是海王星最大的衛星，以逆行運動軌道執行，很可能是從遙遠的柯伊伯帶（一個遙遠的小行星環）捕獲的。衛星軌跡的劇烈變化可能使其升溫，可能足以溫暖地殼下的全球海洋。即使在45億公里的距離上，來自太陽的季節性加熱也使衛星略微升溫。