木星卫星木卫二冰冷表面之下的海洋，很可能成为我们太阳系中地外生命的最佳孵化器。然而，它却被卫星冰冻的外壳所掩盖——这对那些渴望窥探其内部的天体生物学家来说是一个挑战。幸运的是，他们可以通过分析表面的“味道”来部分了解情况。结果是咸的。
本周发表在《科学进展》杂志上的一项新研究表明，木卫二表面存在氯化钠——食盐的成分。由于外部基本上是由冰冻的海水形成的，这一发现表明，木卫二隐藏的海洋中浸透了食盐——这对于限制外星世界上生命的可能性来说是一个至关重要的事实。
并非科学家们品尝了这颗遥远卫星的切片。为了分析木卫二的成分，天文学家研究了从其表面发出的光，将其分解成彩虹状光谱，以寻找任何能够揭示该世界化学成分的明显吸收线或发射线。但只有一个问题：普通的食盐是白色的，因此会发出无特征的光谱。但是，在木卫二表面大量存在的强烈辐射可能会增加一点颜色。这一点在 2015 年就意识到了，当时两位美国国家航空航天局的行星科学家凯文·汉德和罗伯特·卡尔森发表了一项研究，表明木卫二上的黄棕色黏性物质可能是被辐射烘烤的食盐。为了得出这一结论，汉德和卡尔森在真空腔内重现了木卫二的条件——或者如汉德所称， “不锈钢闪亮物体，嗡嗡作响”。接下来，他们将食盐放入这些腔室中，降低压力和温度以模拟木卫二的表面，并用电子枪轰击样品以模拟强烈的辐射。
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许多电子随后被捕获在盐晶体结构内的空隙中，将盐的颜色转变为黄棕色，这与神秘物质填充木卫二表面纵横交错的裂缝和裂纹的颜色非常相似。这种相似性促使汉德和卡尔森推测，这种黏性物质很可能就是受辐射的食盐。但是，颜色上的匹配并不是证据。相反，证据可能以非常独特的光谱特征的形式出现——特别是电磁光谱可见部分内 450 纳米处的吸收线。“这种辐射的优点之一是，它可以帮助将以前不可见的变得可见，”汉德说。
因此，加州理工学院的研究生萨曼莎·特伦博、她的导师迈克尔·布朗和汉德（现在也在加州理工学院）将哈勃太空望远镜转向遥远的卫星，以寻找这一特征。在 2017 年 5 月至 8 月进行的四次观测之后，他们发现了它。“实验室数据和望远镜数据之间的匹配非常漂亮，”汉德说。这证明木卫二的表面确实覆盖着氯化钠——至少在被称为塔拉雷焦的区域内，该区域蕴藏着据信相对较近从海洋中喷发出来的新冰。“你将能够尝到它，”特伦博说。“如果你舔木卫二的表面，至少在这个地方，它会是咸的。”
美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心宇宙冰实验室的天体化学家雷吉·哈德森（未参与最新研究）对整体情况印象深刻。“这是实验室工作、哈勃数据、辐射化学和行星科学的非常好的综合，”他说。
多年来，天文学家一直认为另一种盐，硫酸镁，在木卫二表面很普遍。按照这种思路，这颗卫星的地下海洋可能类似于浴缸中混合的泻盐。但是，这项新工作表明，海洋更像是混合了自来水的食盐——就像您可能为了缓解喉咙痛而配制的溶液，或者您可能在地球海洋中发现的溶液。“这确实与我们过去 20 年左右的想法有所不同，”特伦博说。“如果这种氯化钠……真的代表了海洋成分，那么至少在盐分方面，海洋将更类似于我们在地球上看到的情况。”
这可能会提高生命出现和进化的机会。即便如此，科学家们还不能确定冰下存在多少盐。木卫二的海洋最终可能会被证明对于我们所知的生命来说太咸了，根本无法在那里生存。
再说一遍，更均衡的盐和水混合物可能会让生命在那里蓬勃发展——尤其是如果那个海洋像我们自己的海洋一样活跃的话。在地球上，水被拉入热液喷口周围海底的侧翼——海底泉水以超高温喷出水——然后在喷口本身喷射出来。在这个过程中，镁被捕获在岩石中，而钠和氯则逸出。从理论上讲，木卫二布满食盐的表面可能暗示着这颗卫星的海水也以类似的方式循环，甚至可能指向热液喷口——考虑到地球上的这些喷口通常充满了生命，这是一个诱人的前景。但是，汉德和哈德森都告诫不要做出如此大胆的飞跃。“我并没有 100% 确信木卫二表面上的氯化钠意味着地下的热液活动，但这两种情况并非互斥，”哈德森说。
至少，这一发现表明，塔拉雷焦是使用美国国家航空航天局的木卫二快船任务进一步研究的好地点——该探测器计划于 2020 年代发射，将绕木星轨道运行，并飞越木卫二 45 次。特伦博尤其希望寻找任何可能与盐一起溢出到表面的有机物。而且，也许，科学家们可以足够靠近木卫二的表面，通过机器人着陆器（远程）品尝它。“作为一名研究木卫二表面化学约 20 年的人，我不得不说，没有什么比着陆器更适合近距离接触了，”哈德森说。汉德也同样希望触手可及。
“这是一项出色的工作，但我怀疑这是否是关于这个主题的最后定论，”哈德森说。“与许多优秀的科学研究一样，它并没有关闭大门，而是为未来的研究打开了大门。”