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新的证据证实，土星卫星土卫二的冰冻表面下隐藏着一个液态水海洋。科学家表示，这种水的存在提高了土卫二在太阳系中寻找外星生命的首选地位。
自2005年美国宇航局的卡西尼号探测器发现土卫二喷出的富含水的羽流从该卫星的南极喷出以来，土卫二就引起了研究人员的兴趣，这增加了它们可能是从埋藏的液态海中喷发的可能性。同一探测器通过测量土卫二的引力场，现在加强了海的假设。科学家们仔细监测了卫星如何使卡西尼号偏离轨道，并确定土卫二的南极必须具有比表面看到的更多的质量。由于液态水的密度比冰大，因此一个埋藏的海洋可能会导致这种隐藏的质量，研究人员推断。“很难找到任何不涉及冰下厚厚液态水层的解释，”加州理工学院行星科学家大卫·史蒂文森说，他是将于4月4日在科学杂志上发表的论文的合著者。尽管重力数据不能证明液体是水而不是其他物质，但水是最有可能的解释，因为它在土卫二上很丰富（尽管大多以冰的形式出现），并且如果换成岩石则不会产生所见的引力模式，史蒂文森解释道。
尽管羽流可能来自地表冰的融化，但与地下水源的联系也是可能的。而且，土卫二的羽流来自其南极，也是推测的海洋所在的位置，这又进一步支持了液态海洋的解释。“这些新结果就像侦探故事中的一个点，其中找到指纹证实了基于动机和机会的假设，”科罗拉多大学博尔德分校的行星科学家拉里·埃斯波西托说，他没有参与这项研究。史蒂文森本人承认直到现在才对此持怀疑态度。“在这些结果出现之前，我个人认为土卫二有一个海洋一点也不明显，”史蒂文森在周三的电话会议上告诉记者。“你可以通过摩擦冰块来制造水，所以我并不清楚你拥有如此大的体积。我们现在知道我们有。”
卡西尼号的数据表明，地下海洋大约有10公里深，覆盖面积大约相当于苏必利尔湖。它将被埋在大约50公里的冰冻冰层之下。理论上，这种储层可以容纳某种形式的生命，人们认为生命依赖于液态水。“有一些陆地生物可以在这种环境中完全舒适地生活，”研究合著者康奈尔大学的行星科学家乔纳森·卢宁说。“这使得土卫二的内部有可能成为寻找生命的非常吸引人的地方。”
土卫二并不是唯一可能存在地下海洋的太阳系天体。木星的卫星欧罗巴是寻找外星生命的另一个主要目标，人们认为它的地表冰下也存在一个全球性的海洋，而其他的木星卫星，卡利斯托和盖尼米德，也显示出地下海的证据。盖尼米德的海洋可能位于更深层的冰层上，而土卫二上的水将位于卫星的硅酸盐核之上。由于硅酸盐可以提供生命所需的一些化学物质，例如盐、磷和硫，因此这种排列可能为这些化学物质与液态水混合并产生生命提供了机会，卢宁说。
最新的发现要求研究人员通过监测卡西尼号发回地球信号的频率的微小变化，即多普勒频移，来费力地跟踪卡西尼号的运动。“这与他们用于马来西亚飞机的相同，但是我们可以做得更准确，”史蒂文森说。在卡西尼号三次经过土卫二附近后收集到数据后，科学家们可以很好地估算出该卫星的引力场，从而确定土卫二表面下存在一些额外的质量。“如果正确，它将提供关于喷气口下方可能发生的事件的重要新信息，”爱达荷大学的行星科学家马修·赫德曼说，他没有参与这项研究。“我认为仍然需要回答的一个重要问题是，这种海洋如何与地表连接起来以产生羽流。”另一个问题是为什么土卫二的北极迄今为止没有显示出羽流活动或海洋的迹象。科学家们认为，来自土星的引力潮汐可能会加热该卫星的内部，融化冰以形成海洋。这种加热可能在两极最强烈。“我不知道为什么它只在南极，”史蒂文森说。
新证据及其提出的问题只会让科学家们更渴望利用卡西尼号在土星的剩余时间来研究土卫二。该航天器于2004年抵达这颗环状行星，并计划在2017年坠入土星大气层，以壮观的方式结束生命。在此之前，卡西尼号还计划对土卫二进行三次有针对性的飞掠。希望更多的发现还在等待着我们。