欧洲冰冷的表面下可能有生命的证据

Gizmodo · 科学 · 07月14日
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天文学家模拟了小天体撞击稳定地塑造和搅动木星月球欧罗巴冰面的方式。重要的是,新的研究确定了月球表面的浅处,如果生命存在于欧罗巴地下海洋中,则这些地方可以持续存在。

木星的卫星欧罗巴(Europa)拥有一个全球海洋,尽管它覆盖着厚厚的一层冰-土星的卫星土卫六(Titan)和土卫二(Enceladus)也是如此。这三个卫星都被认为是太阳系其他地方可能存在生命的最佳候选者。它们的海洋被母行星施加的强大潮汐力保持温暖和液体,尽管卫星位于太阳系适居带之外。由于水域中发生的关键化学过程,那里可能存在某种形式的生命,但这仍然是一个没有答案的问题。

最终,科学家们可能会派出寻找生命的水生探测器来调查这些黑暗的地下海洋,但这种推定生命的痕迹可能实际上可以从上面的冰上获得。欧罗巴上的构造力和巨大的水柱可能会将咸的地下水-以及关键的生物特征-直接运送到地表。我们所要做的就是把着陆器送到地表,在那里它会非常小心地寻找这些线索。

但有一个问题,这个问题与木星本身有关。正如NASA的一份新闻稿指出的那样,来自气体巨行星的带电粒子被它的磁层捕获并增强。这种辐射可能会消除表面上的生命迹象,因为带电粒子会折断生物过程中产生的分子的键。

尽管如此, NASA 2018年的一项研究表明,在木卫二冰层的保护下,一些生物特征可能会在地表以下4至8英寸(10至20厘米)的深度持续存在。对于未来配备钻头的着陆器来说,这不应该是问题,但正如发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)上的新研究指出的那样,钻头需要比我们想象的更长,但不是太长。

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新论文还考虑了另一个因素:对小天体的撞击。在木卫二和其他类似的卫星上,稳定的撞击是造成"撞击园艺"的原因,在这个持续的过程中,碰撞重塑了最上层的表层。由此产生的搅动作用将材料从表面拉下来,但它也将材料运送到表面-理论上包括填充生物分子的材料。暴露在木星的辐射下,这些生物特征将被湮没。夏威夷大学马诺分校的行星科学家艾米莉·科斯特洛(Emily Costello)领导的这项研究表明, "目前还没有确定对[撞击]园艺对木卫二的影响的全面估计。 "

通过展示新的欧罗巴撞击园艺模型,研究人员更全面地描述了月球表面的状况,以及它们如何受到撞击的影响。这也是首次考虑到次级撞击的研究,即最初撞击造成的坠落碎片的影响。

研究表明,影响欧罗巴的园艺活动是一个全月球的现象。平均而言,在过去几千万年间,欧罗巴表面的顶部11.8英寸(30厘米)发生了翻滚。这已经产生了将顶层暴露在可怕的木星辐射下的效果。

这对寻找生命来说似乎是个坏消息,但也有一线希望,因为同样的研究指出,在那些影响园艺的地方,效果并没有那么大。

"如果我们希望找到原始的化学生物特征,我们就必须在受影响的地区下方寻找园艺, "科斯特洛在NASA的新闻稿中解释说。 "比那个地区浅的地区的化学生物特征可能受到破坏性辐射的影响。 "

她特别指的是年轻的陨石坑和容易发生斜坡运动的地区,后者已知发生在欧罗巴的中纬度至高纬度地区。 "在这些地方,园艺还没有足够的时间来危害欧罗巴的一个生物分子柱, "科学家们在他们的研究中写道。

科斯特洛在行星科学研究所(Planetary Science Institute)的一份新闻稿中指出,这是"第一次在预测欧罗巴生物分子的位置时考虑撞击园艺的影响,第一次模拟撞击园艺,以考虑欧罗巴独特的冰面和外部阿特斯系统中的撞击种群" 。

行星科学研究所的天文学家丽贝卡·根特(Rebecca Ghent)是这项研究的合着者,她说,这项新研究"为我们是否希望找到生命的证据提供了一些有价值的新限制。 "

这项新研究可能会对NASA计划于2024年发射的欧罗巴快船(Europa Clipper)任务产生影响。它可能会影响关于放置在探测器上的仪器以及航天器应该在哪里引导观测的决定。欧罗巴快船任务可能无法证明欧罗巴存在(或不存在)生命,但它可能会让科学家更深入地了解欧罗巴的宜居性潜力,并更好地意识到在这个惊人的木星月球上可能存在生命证据。通过这样做,该任务可以为未来配备1英尺长的钻探设备的着陆器铺平道路。

更多:命运注定的太空探测器的最后一张照片

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