木卫二上的生命迹象可能就在地表之下

新的地图表明,在这颗冰冷卫星的地下海洋中发现外星生命的证据可能比想象的要容易得多

未来着陆器在木星的含海洋卫星木卫二表面的艺术家概念图。

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一项新的研究报告称,如果木星冰冷的卫星木卫二上存在生命迹象,那么找到它们可能不像科学家们想象的那么困难。

这个直径1900英里(3100公里)的木卫二在其冰壳下蕴藏着一个巨大的海洋。更重要的是,天文学家认为这些水与该卫星的岩石核心接触,从而使各种复杂而有趣的化学反应成为可能。

因此,研究人员将木卫二视为太阳系中孕育外星生命的最佳选择之一。木卫二也是一个地质活动活跃的世界,因此,地下海洋的样本可能会通过局部海洋本身的上升流,例如,和/或通过类似间歇泉的排气,多次被美国宇航局的哈勃太空望远镜发现,定期到达地表。[图片:木卫二,木星神秘的冰冷卫星]


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美国宇航局的目标是在不远的将来寻找此类样本。该机构正在开发一项名为“木卫二快帆”的飞越任务,该任务计划在2020年代初期发射。“快帆”将在数十次飞越期间近距离研究木卫二,其中一些可能会飞过该卫星的疑似水蒸气羽流。美国宇航局还在研究一个可能的“快帆”后着陆器任务,该任务将在木卫二表面或附近寻找生命迹象。

然而,目前尚不清楚木卫二着陆器需要挖掘多深才能有机会找到任何东西。这是因为木卫二在木星的辐射带内运行,并受到快速移动的带电粒子的轰击,这些粒子可以将氨基酸和其他可能的生物特征转化为糊状物。

这就是新研究的用武之地。

美国宇航局科学家汤姆·诺德海姆和他的同事详细模拟了木卫二的辐射环境,阐明了各地情况有多糟糕。然后,他们将这些结果与实验室实验的数据结合起来,记录了各种辐射剂量分解氨基酸(此处作为一般复杂生物分子的替代品)的速度。

研究人员发现存在显着差异,一些木卫二地区(赤道区域)受到的辐射冲击大约是其他地区(中高纬度地区)的 10 倍。

研究小组确定,在最良性的地点,着陆器可能只需要在冰下挖掘 0.4 英寸(1 厘米)左右,即可找到可识别的氨基酸。在高辐射区域,目标深度约为 4 到 8 英寸(10 到 20 厘米)。(但这并不意味着潜在的木卫二生物会在此深度仍然存活;研究团队成员表示,那里的剂量足以煮熟最顽强的地球微生物。)

加利福尼亚理工学院和美国宇航局喷气推进实验室(均位于帕萨迪纳)的诺德海姆表示,后一个范围仍然相当容易控制。

他告诉 Space.com:“即使在木卫二辐射最严重的区域,你也真的不必在表面下刮擦太多,就能找到未被辐射大量修改或破坏的物质。”

诺德海姆补充说,这对潜在的着陆器任务来说是个好消息:由于辐射暴露似乎不是一个限制因素,规划人员可以自由地瞄准木卫二最有可能蕴藏新鲜海洋沉积物的区域——例如,羽流下的沉降区——无论它们位于何处。

科学家们仍然没有确定任何有希望的着陆区域;迄今为止捕获的木卫二图像还不够清晰。但“木卫二快帆”的工作应该会改变现状,诺德海姆说。

他说:“当我们获得‘快帆’侦察、高分辨率图像时,这将是一个完全不同的景象。‘快帆’侦察真的至关重要。”

这项新研究今天(7 月 23 日)在线发表在《自然天文学》杂志上。

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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