第256章 冰羽流

他看到當時關於土衛二在當時的歷史環境下各界的反應不一。

美國宇航局卡西尼探測器首次對科學家提供土衛二熱液活動的明顯證據,很可能這顆衛星地下海洋具備孕育生命的條件。

如果這一發現得以證實,土衛二將成爲太陽系內除地球之外唯一一顆存在熱水和地下交互反應的星球,熱液活動性使土衛二成爲一顆潛在微生物的衛星。科學家在地球上發現一些怪異生命可以生存在沒有陽光照射的海底熱液噴口。

美國宇航局指出,地球之外星球上出現這樣的熱液活動性將開啓前所未有的科學可能性。這項發現暗示着土衛二地下海洋以及獨特的地質活動性,潛在適宜生物體存活。據悉,科學家勘測結果表明,土衛二地下海洋比之前預想得更深,位於衛星表面之下48公里處。

土衛二在太陽系內所在位置以及其極端環境可能存在生命,或許將揭曉一個謎團:地球人類在宇宙中是否是唯一的?

熱液活動出現在海水浸潤岩石地殼,併發生反應的過程中,在地球海洋中通常出現於受熱、含礦物質液體中。這項研究報告發表在本週出版的《自然》雜誌上。

研究人員在爲期4年的太空探測器數據分析、計算機模擬和實驗室實驗中得出一個結論:土衛二一種微小顆粒很可能形成於包含溶解礦物質的熱水與冷水接觸的過程中。產生微小顆粒的交互反應需要溫度至少達到90攝氏度,美國科羅拉多大學博爾德分校博士後研究生肖恩-徐指出,令我們興奮的是這些微小岩石顆粒通過間歇泉噴射至太空,可以幫助我們掌握土衛二海底狀況的重要信息。

北京時間2015年10月27日消息,NASA的卡西尼號太空探測器將從土衛二表面最大的冰羽流之一中穿過,科學家希望藉此對土衛二冰殼下面的海洋獲得更多的瞭解。

卡西尼號上搭載的儀器將收集噴射物樣本,並對其中的化學成分進行分析。此前,卡西尼號也曾穿越過土衛二表面噴發出的冰羽流,但本次任務將成爲它離土衛二表面最近的一次。在更低的海拔上,卡西尼號將能夠對較重的分子進行探測,包括能證明生命存在的有機物等。

天文學家認爲,土衛二上噴射而出的物質源於其地表下的液態水海洋。而在本週,我們將對冰層之下的土衛二展開進一步的探索。

NASA的卡西尼號太空探測器將於10月底再次飛掠土衛二,這是一個歷史性的瞬間,即將解開土衛二傷痕累累的外表下隱藏的謎團。

在這次任務中,卡西尼號探測器將飛到離土衛二表面僅30英里遠的地方(約合48公里),並和土衛二表面噴發出的羽狀噴射物進行迄今爲止最近的一次“親密接觸”。

自卡西尼號於2004年開始探索土星及其衛星以來,其傳回的圖片和數據均顯示,土衛二的表面佈滿了裂縫和隕石坑。土衛二的直徑只有310英里(約合498公里),表面覆蓋着一層厚厚的冰層,冰層下面則是一片液態水海洋。

科學家們近期指出,土衛二的地核運動可能產生了足夠的熱量,使得地殼下面的水能夠保持液體狀態。因此,土衛二被科學家認爲是太陽系中最可能產生外星生命的星球之一。

本週三,卡西尼號探測器將從一股冰羽流中徑直穿過。該冰羽流位於土衛二的南極地區,科學家認爲,它源自於冰殼下面的海洋,並透過地殼噴發出來。

NASA參與卡西尼號項目的科學家柯特·尼爾伯博士(Curt Niebur)說道:“在過去十年中,卡西尼號做出了許多重大發現。”

“對於NASA和其他參與卡西尼號項目的合作伙伴來說,穿越土衛二表面的冰羽流將是一個絕佳的機會。屆時我們將能夠回答這一問題:‘在這樣一個冰封的海洋世界中,會存在生命的必備元素嗎?’”

在這次任務中,卡西尼號上搭載的儀器將收集噴射物樣本,並對其中的化學成分進行分析。

此前,卡西尼號也曾穿越過土衛二表面噴發出的冰羽流,但本次任務將成爲它離土衛二表面最近的一次。在更低的海拔上,卡西尼號將能夠對較重的分子進行探測,包括能證明生命存在的有機物等。

科學家們還希望,卡西尼號能夠藉此機會探測土衛二表面存在多少熱液活動情況,以及這些熱流對土衛二的宜居性存在着怎樣的影響。

美國西南研究院的亨特·威特博士(Hunter Waite)是卡西尼號上離子及中子質譜儀團隊的領導人,他表示:“如果能確認土衛二的冰羽流中含有氫氣分子,我們就能找到另一條證明土衛二的海牀上存在熱液活動的證據。”

“其中,氫氣的數量能夠反映土衛二上熱液活動的規模。”

卡西尼號將於今年12月19日最後一次飛越土衛二,並測算土衛二內部散發出多少熱量,飛行高度將爲3106英里(約合4998公里)。

該探測器離土衛二最近時,距其表面僅16英里(約合25公里),但在飛越冰羽流時,其所在高度比這次任務要高得多,因此大多數噴發物已經消散殆盡。

而在本週即將進行的任務中,科學家們將獲得一次寶貴的機會,對冰泉中包含的化學物質進行詳細檢測。

這些冰羽流的源頭是土衛二表面的間歇冰泉,它們每小時向空中噴出250千克的水蒸氣、冰粒及揮發性化學物質,時速高達1360英里每小時(約合2188公里每小時)。

科學家拿這些間歇冰泉與地球上的熱液噴口進行了對比——在地球的海牀上存在着一些火山裂縫,當海水滲入這些裂縫中時,水溫會變得很高。在海洋中最爲陰冷幽深的角落裡,熱液噴口周圍複雜的化學物質爲大量生物提供了一片賴以生存的綠洲。

科學家希望,通過使用卡西尼號上搭載的宇宙塵埃分析儀器,這次飛掠任務將使我們更好地瞭解土衛二冰羽流中的化學成分。

爲了嘗試發現可能存在於木衛二地下海中的微生物,卡西尼探測器潛入土衛二表面釋放的水、冰晶和有機物質構成的羽流,一項獨立研究指出木衛二存在一個區域,可能是未來太空任務尋找地外生命的理想地點。

卡西尼探測器以30600公里/小時速度飛越土衛二表面時採集到一滴水,科學家表示,這滴水足以解答關於土衛二的一些關鍵問題,但可能需要幾個月的時間分析覈實該數據,才能做出任何論斷。

卡西尼探測器任務科學家庫爾特-尼布爾(Curt Niebur)說:“這是太陽系內探索海洋世界新紀元的重要一步,木衛二和土衛二很有可能成爲潛在的地外生命綠洲。”據悉,卡西尼探測器並沒有直接探測生命的儀器設備,但是科學家希望發現關於地下海洋的詳細信息,地下海洋被認爲是土衛二間歇泉羽流來源。科學家猜測潮汐引力使地下海洋保持液體狀態。

2008年,科學家們觀測到了從土衛二表面噴出的水蒸氣。這一觀測結果證明了該衛星上存在着液態水,並支持了土衛二有可能存在生命的觀點。

坎迪斯·漢森是美國航空航天局位於加州的噴氣推進實驗室的一名科學家,在發現了這些速度高達2189公里/小時——這種速度十分罕見,往往只有在含有水的情況下才能達到這種速度——的羽狀物後,他領導着一個團隊開始研究這些物質。

卡西尼號提供的資料顯示在土衛二的冰凍表面之下可能存在着一個全球性的海洋。卡西尼號對其所捕獲的冰晶顆粒進行分析後發現,這些冰晶顆粒是由鹽水凝集而成的——這種狀況一般只發生於大面積的水體之中。因此土衛二之上也可能存在外星生命。另一種觀點則認爲土衛二上存在的並非大面積的海洋,而是分佈廣泛的溶洞,這些溶洞之中充滿了液態水。

2009年8月13日,科學家對外公佈了對土衛二南極地區噴射出的水蒸氣進行分析的最新結果,他們在冰晶顆粒中發現了高濃度的鹽分。此外,卡西尼號還發現了諸如碳酸鹽和塵埃顆粒等有機化合物的蹤跡。這些證據都有力證明了在該衛星表面之下存在着一個海洋。其中的塵埃顆粒甚至可能提供關於海洋的細節情況,而通常獲取這些情況需要進行深層鑽探。

土衛二地殼之下液態水的存在表明在其內部存在着內部熱源。現在,科學家相信放射性衰變和潮汐效應共同提供了液態水存在所需要的熱量,因爲唯獨潮汐效應是無法提供如此多的熱量的——如土星的另一顆衛星土衛一即比土衛二更爲靠近土星,且其軌道離心率更大,這意味着相比於土衛二,該衛星受到了更爲強大的潮汐效應的影響但是其老舊而佈滿創傷的表面則表明該衛星似乎早已停止了地質活動。

土衛二是外太陽系中迄今爲止觀測到存在地質噴發活動的三個星體之一(另外兩個分別是木衛一和海衛一)。分析認爲噴射的物質是星體表面以下的液態水;同時,在噴射的羽狀物中亦發現了奇特的化學成分,因此土衛二也被認爲是天體生物學的重要研究對象。 此外,噴射現象也爲E環的物質來源於土衛二的觀點提供了重要證據。

美聯社分析說,這一假說具有重大意義。若經證實,土衛二便具備了產生生命的三大條件:持續的熱源、有機物和液態水。馬特森說:“這告訴我們,以土衛二的內部條件,它曾經或仍然可能發生生化反應。”

當然,一切假說畢竟只是一種合理猜測。現在斷言土衛二上是否存在生命爲時尚早。2008年3月,“卡西尼”將再次飛到距土衛二僅350公里處觀測。屆時,可能將有更多太空奧秘被逐一揭開。土衛二可能是土星的稀薄的E光環中物質的供給源。另外由於這物質不可能在光環中存在數千年之久,它可能與土衛二最近的活躍有關。另外光環也有可能是由高速的不斷碰撞的粒子與不同的衛星共同維繫。

據《新科學家》雜誌報道,美國普林斯頓物理學家和未來學家弗里曼·代森表示,寒冷的土衛二上可能存在開花植物的這樣的生命,因爲在地球北極地區就發現有開花植物,而北極和木衛二的環境非常類似,因此太空船應該在木衛二上尋找花朵,這很容易發現。

2015年3月12日,日本媒體報道,東京大學、日本海洋研究開發機構等與歐美的國際團隊一道,在土星的二號衛星——土衛二上發現存在熱水的環境。據稱,這是人類首次在太陽系中發現存在於地球之外的可供生命存在的環境。該成果已發表在英國科學雜誌《自然》上。

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