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這顆衛星上發現了食鹽存在的證據,木衛二生命存在的可能性更大了_歐羅巴

歐羅巴也叫木衛二,是木星周圍的一顆冰凍衛星,它被認為是太陽系中最適宜居住的星球之一。1979年,旅行者1號探測器首次對它進行了詳細的成像,影象顯示它的表面幾乎沒有大型隕石坑。這表明水定期從衛星內部湧出,重新構成星球表面。木衛二也有縱橫交錯的長槽、褶皺和山脊,這一切可能是由漂浮在融水或泥漿中的冰山構成的。

但是直到上世紀90年代末,歐羅巴才變得真正有趣起來。伽利略號發現的證據表明,它有一個亞表層液態鹽水海洋。它是鹹的這一事實給我們提供了一些線索,表明水可能與岩石接觸,這一過程可以為水中的微生物提供能量,得以讓微生物存活。

但是這些觀察太少,而且有限,科學家暫時無法分別說出海洋有多深,有多鹹,更不用說有什麼樣的鹽了。現在發表在《科學進展》雜誌上的一項新研究表明,歐羅巴的鹽水海洋中很可能是普通的食鹽(氯化鈉),就像在地球上一樣。這對於木衛二深處潛在的生命存在有著重要的意義。

科學家們認為,海洋內部的熱液迴圈,可能是由熱液噴口推動的,可能通過海洋和岩石之間的化學反應,自然地使海洋中的氯化鈉富集。在地球上,熱液噴口被認為是生命的來源,比如細菌。土星的衛星土衛二恩克拉多斯的南極也有類似的海洋,從那裡噴發出來的羽狀物被發現含有氯化鈉,這使得木衛二和恩克拉多斯都成為更有吸引力的探測目標。

如果我們觀察從歐羅巴表面反射回來的光的光譜,根據光的波長進行分解,我們可以推斷出那裡有什麼物質。這顯示了水冰存在的證據。但還有另外兩種材料:“水合”硫酸和硫酸鹽。他們來自哪裡?對於研究歐羅巴內部的科學家,或者那些研究衛星海洋的天體生物學潛力的科學家來說,真正有趣的問題是:它們來自歐羅巴內部嗎?

就像我們的月球和地球一樣,歐羅巴被潮汐鎖定在木星上,這意味著它總是隻有一側面向木星。伽利略號的觀測揭示了歐羅巴的“水合”硫酸的存在。要在水冰中生成硫酸,需要硫的來源以及驅動化學反應的能量。其中一些可能以硫酸鹽的形式存在來自衛星內部,也有一些可能來自隕石,但最有可能的解釋是它來自它的兄弟火山衛星木衛一。

硫會從木衛一的火山噴射到太空中,最終到達木衛二。硫磺的移動速度比木衛二還快,它很可能會撞擊木衛二的尾部,並將自己植入冰中。它這樣做所需的能量來自木星輻射帶中的電子。在大多數情況下,它們環繞木星的速度比木衛二還要快,撞擊木衛二的尾部,並釋放出數噸的能量。

如圖:木星表面硫酸濃度。尾部半球位於左上方,濃度較高。

測量也顯示了硫酸鹽的證據,如硫酸鎂,但它的來源仍不清楚。這項新研究背後的團隊推斷,木衛二正對軌道的一側,即遠離硫轟擊的主導半球,可能是尋找木衛二內部究竟存在何種鹽的證據的最佳地點。

在光譜的可見部分,有一種被稱為“色心”的明顯特徵,當受到高能電子輻射時,這種特徵就會出現。研究人員使用功能強大的哈勃太空望遠鏡在歐羅巴光譜中尋找這些色心的證據,並發現了只位於衛星正對軌道一側的一個特徵,顯示了氯化鈉存在的證據。

如圖:歐羅巴左側為自然色,右側為假色。右側的棕色/紅色區域可能對應於硫酸區域; 左邊的黃色地形現在認為是由氯化鈉產生的。

鹽的型別

儘管在伽利略的觀測中有一些鹽的跡象,但哈勃望遠鏡最新的資料使科學家們得以將其縮小到位於主導半球的一個區域,稱為混沌地帶,而不是硫化學物質可能由輻射驅動的區域。這意味著它們很可能來自木衛二的內部。正如我們所知,生命需要液態水和能量。木衛二有一個液態水的海洋,這告訴我們有液態水和阻止它結冰的能源。但是海洋的化學成分也很重要。鹽水的冰點比純水低,這意味著它使水更適合存在。

鹽,特別是食鹽中的鈉離子,在動植物的整個代謝過程中也起著至關重要的作用。相反,其他一些鹽,如硫酸鹽,如果大量存在,可能會抑制生命。研究人員熱切地指出,他們可能只是看到了一個複雜的地下過程鏈的終點:鹽可能只是天然冰層的一部分。但是對於那些希望木衛二上有生命存在的人來說,氯化鈉的發現是個好訊息。

責任編輯:

Reference:大中國

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