欧罗巴最终会回答,“我们是孤独的吗?”

虽然美国宇航局备受赞誉的太空发射系统已准备好在本月晚些时候进行首次飞行,目标是在未来几年内将宇航员送回月球,但当我们继续问这个问题时,我们的目光再次转向了星星。自古以来就困扰着人类:我们是孤独的吗? 虽然我们可以选择几个太阳系区域来寻找地球以外的生命,包括火星和土星的卫星、土卫六和土卫二,但围绕太阳系最大行星运行的行星体已经引起了科学家们的兴趣。 自 1970 年代以来.

木星的第二个伽利略卫星欧罗巴,其内部海洋,主要是无陨石坑的表面,以及横跨整个半球的纵横交错的裂缝和山脊,使其成为有史以来观察到的最迷人的行星体之一。 这些独特的地质特征可能表明液态水从其深海流向地表,使木卫二成为探索和研究地球以外生命(也称为天体生物学)的热点。

美国宇航局伽利略号宇宙飞船拍摄的欧罗巴假彩色马赛克。 (来源:NASA/JPL-Caltech/SETI 研究所)

加州大学伯克利分校地球与行星科学系的地球物理学家兼教授迈克尔曼加博士说:“欧罗巴可能是为数不多的能够发现生命并持续存在的地方之一。” “它的演化和动态令人着迷,与地球有一些相似之处,但也有根本的不同。”


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科学家们 假设 欧罗巴冰冷的外壳有 15 到 25 公里(10 到 15 英里)厚,漂浮在 60 到 150 公里(40 到 100 英里)深的海洋上。 虽然有 有力的证据 土星的卫星土卫二也有一个内部海洋,尽管欧罗巴只有地球直径的四分之一,但据信欧罗巴的海洋可能容纳的水量是地球所有海洋总和的两倍。

“欧罗巴的地表成分及其一些地质特征表明,海水以某种方式穿过壳层并到达地表,”西南研究所 (SwRI) 行星科学理事会的首席科学家 Alyssa Rhoden 博士说。科罗拉多州博尔德。 “如果这是真的,那就意味着养分和能量可以在海洋、冰壳和地表之间循环,这对生命是有益的。”

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艺术家描绘的木卫二内部海洋与其外部冰壳(前景)之间相互作用的插图,伴随着木星(右)和木卫一(左)。 (来源:NASA/JPL-Caltech)

已经有证据表明,这种液态水以所谓的形式浮出水面 《混沌地形》,这是一种高度破坏的地形,由于缺乏大气并直接暴露在太空真空中,冰块已经破裂、移动,然后重新冻结到地表。 混沌地形的例子是康纳马拉混沌,它是由美国宇航局的伽利略宇宙飞船和 重建 展示它在地表破坏发生之前的样子。

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欧罗巴上的 Conamara Chaos 展示了液态水进入地表可能造成地表破坏。 (来源:NASA/NASA JPL/亚利桑那大学)

尽管月球与太阳的距离令人难以置信,但木卫二广阔的海洋在其冰冷的地壳下旋转,使其远远超出了我们恒星的宜居带,这是液态水可以存在于行星表面的最佳位置。 相反,这个海洋存在于所谓的 潮汐加热,或者说小卫星在整个椭圆轨道上绕着质量更大的木星运行时,会持续不断地拉伸和压缩。 除了木星,木卫二也不断地被木星的卫星 Io 和 Ganymede 牵引,它们分别是伽利略的第一和第三颗卫星。 这种潮汐加热导致欧罗巴核心内部的摩擦,对应于热量并最终将内部冰融化成现在欧罗巴巨大的海洋。

“我发现欧罗巴很迷人,因为它的地质、内部和轨道都通过潮汐过程联系在一起,”罗登博士说。 “欧罗巴与木星及其邻近卫星的万有引力关系,造就了这个复杂而活跃的世界。 你研究的每个方面都相互关联,因此有很多方法可以研究工作过程,也有很多值得好奇的地方。”

虽然在过去的太空任务中对欧罗巴进行了深入研究,但最值得注意的是 美国宇航局的伽利略任务 1990 年代和 2000 年代初,美国宇航局即将 欧罗巴快船 事实证明,就我们对这颗奇妙的冰冷卫星的理解而言,它改变了游戏规则,计划于 2024 年底发射,并在 2030 年初完成围绕木星的轨道插入。快船的主要目标是确定冰冷表面以下位置的可居住潜力同时使近 50 非常 close 冰冷的月亮飞掠,有些低至 25 公里(16 英里)。

“我在 22 年前开始研究欧罗巴,并且一直使用相同的图像,”Rhoden 博士说。 “所以,我会说我对 Clipper 将提供的新数据集感到非常兴奋。 至于可居住性,它可能会通过多种方式告知可居住性,但我最感兴趣的是冰壳内有液态水的证据。”

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欧罗巴快船在环绕欧罗巴的轨道上的艺术家插图。 (来源:NASA/JPL-Caltech)

鉴于水是地球上生命繁衍的原因,我们可以在木卫二的内海中找到什么样的生命? 虽然 Rhoden 博士开玩笑地说:“显然是太空鲸鱼”,但 Manga 博士并不乐观,他说直觉告诉他没有生命,但最后说需要从着陆器收集的样本才能确定。

欧罗巴及其浩瀚的海洋最终会回答我们在宇宙中是否孤独这一长期存在的问题吗? 只有时间会证明一切,这就是我们科学的原因!

与往常一样,继续做科学并继续寻找!