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外星生命,或许就在太阳系中  

2017-04-25 08:47:59|  分类: 趣闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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外星生命,或许就在太阳系中 -  - 真光 的博客科学家推测土卫二上产生氢气的过程。资料图片

当地时间4月13日,美国国家航空航天局(NASA)发布重磅消息:卡西尼号(Cassini)探测器发现,在土星卫星土卫二的海洋里发现氢气存在,这意味着这颗在冰层下存在液体水的卫星,已具备生命起源的所有条件。同时,根据哈勃望远镜的探测结果,木星的卫星木卫二也具备同样的潜力。

这些发现或许意味着,在地球以外还有适合生命存在的环境。科学家认为,木卫二存在生命的可能还要超过土卫二。因此,在2020年之后,NASA将启动木卫二探测计划"欧罗巴快帆"。

●南方日报驻京记者 王诗堃

土卫二发现"盐水海洋"

NASA发布消息的同时,《科学》杂志也在网站上刊登了相关论文,详细介绍了发现:2015年10月28日,卡西尼号探测器以49千米的超近距离飞越土卫二,通过离子中性质谱仪对羽流进行了采样。重点在于,此次采样探测到了氢气分子,且含量高达1%。

科学家认为,此次在羽流中发现"相对较高的"氢气含量,极有可能是冰下的液体水和海底岩层之间正在进行的水热反应所产生。而氢气能够与水中二氧化碳反应产生甲烷,这个过程被称为"甲烷生成",生命可在此过程中获得能量。事实上,科学家认为地球生命起源于原始海洋深处的热泉附近,而甲烷则是地球生命起源的关键因素之一。

卡西尼号探测团队负责人、美国西南研究所科学家亨特·韦特(Hunter Waite)表示,"水有了,有机物有了,现在连能量来源都有了。虽然生命所需的硫和磷还没有被发现,但这不影响土卫二上升为太阳系中最有可能存在地外生命的地方。"事实上,在太阳系中硫和磷并不稀有,科学家相信土卫二的岩石就含有磷和硫。换言之,土卫二已具备生命起源的所有条件。

科学家很早就"盯上"了土卫二。作为土星的第六大卫星,土卫二直径约500千米,只有月球直径的七分之一,被白色冰壳覆盖。2005年,卡西尼号第一次获得土卫二南极影像,发现冰壳上存在裂缝,里面喷出的水冰和蒸汽羽流。基于此,科学家怀疑其冰壳下有液态盐水海洋存在。2008年和2009年间,卡西尼号多次对土卫二进行探测,进一步发现其存在甲烷、丙烷、乙烷和乙炔等碳氢化合物。随着研究的不断进行,越来越多迹象显示,土卫二上存在生命的可能。

木卫二更有可能存在生命

NASA同时公布的两颗"生命疑似"星球,哪个更有可能存在生命?NASA给出的答案是木卫二。

从NASA公布的信息和同期发表在《天体物理学研究通讯》的论文来看,木卫二存在类似羽流现象的可能相当大:2014年,哈勃望远镜发现木卫二表面存在羽状结构。而自2016年以来,哈勃望远镜观察到同一地点一直有羽状物喷出,这极可能来自木卫二冰壳的裂缝。另外的佐证是,曾路过木卫二的伽利略号探测器曾发现其温度异常。科学家猜测,就像土卫二一样,这可能是水从冰层下喷出的证据。

NASA表示,判断木卫二比土卫二更可能存在生命,其中一个原因恰恰是土卫二发现了大量氢气:这说明没有生命在消耗氢气,"或者说生命的活跃度不高"。另一个原因在于,木卫二仅比月球稍微小一点,比土卫二大得多。科学家相信,在其他条件差不多的情况下,相对大的星球,孕育出生命的概率更高。

据NASA透露,他们将在2020年之后启动木卫二探测计划"欧罗巴快帆"--命名源自于19世纪的飞剪式快速帆船。"欧罗巴快帆"任务计划多次飞掠木卫二,考察木卫二适合人类居住的可能性,调查3种生命必需物质在木卫二上的存在情况,分别是液态水,碳、氢、氧、氮、磷、硫6种化学成分和支持生命存在的能源。

科学家越来越认同,在太阳系中其他星球的海洋中探索外星生命,是寻找外星生命最有效的方式。今年1月,NASA在"行星科学展望2050研讨会"上发布了一份官方计划:将着手探索太阳系内的外星海洋世界,包括木卫二、木卫三、木卫四、土卫二、土卫四、土卫六、海卫一、冥王星、谷神星。

中国科学院国家天文台研究员郑永春曾提到,寻找地外生命和宜居环境的主要目的,是通过探测太阳系中可能存在生命的天体,研究生命及相关物质的起源,这也成为太阳系探测的主要驱动力。

太阳系外的宜居可能

清华大学地球系统科学研究中心田丰教授指出,近年来对太阳系外行星的研究重点,已从当初的大量发现系外行星,逐步转移到对宜居行星的发现、观测和研究上。

根据NASA定义,处于"宜居带"意味着一颗行星与恒星保持适当距离,进而为它表面存在液态水提供条件。一颗系外行星是否宜居,主要从3方面判断:行星的质量、其恒星的光度、恒星-行星间的距离。田丰表示,上述三方面都符合条件的行星,可以称为疑似宜居系外行星,但其宜居性和是否存在生命,最终要靠对行星的大气成分或行星表面的观测来确定。

到2016年,人类发现系外行星的数目已超过3000颗。有研究表明,基于目前对于系外行星的统计数据,宜居行星出现在太阳类型恒星周围的概率为5%至20%,出现在红矮星(质量约为太阳质量的一半以下的恒星)周围的概率为20%至50%。事实上,因为质量和体积小,红矮星周围的宜居行星更容易被发现,目前NASA已批准主要目标是红矮星的系外行星搜寻计划。

也有研究人员有不同看法。田丰的研究认为,不同于太阳类恒星,红矮星的亮度可在一亿年内减少10倍以上,因此其周围的类地行星可能经历过快速的大气逃逸和脱水,含水量无法达到宜居标准。"因此,太阳类型恒星才是搜寻宜居行星的最佳目标"。

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卡西尼号最后的使命

拥有明亮光环的土星是太阳系中的"明星",卡西尼号则是其最熟悉的摄影师。此次重大发现,首功也要归于已有20岁"高龄"的卡西尼号。

目前,卡西尼号正在土星环中探索,这是人类探测器有史以来探测土星外环最深入的一次。随着燃料将尽,卡西尼号将在传回最后一批数据后,于今年9月15日冲入土星大气层燃烧自毁。

NASA表示,由于担心卡西尼号可能携带来自地球的微生物,所以采取在大气层燃烧自毁的方式处理卡西尼号,以避免其在耗尽燃料后轨道失控,撞上土卫二、土卫六等卫星,污染上面可能存在的生命,或是破坏原始生命孕育的环境。

作为一艘1997年发射的探测器,至今还能正常工作,常规能源无法满足。另外,由于土星轨道距离太阳太遥远,因此无法利用太阳能,所以必须使用热核能源。因此,卡西尼号的"心脏"采用钚238电池--这是一种剧毒的放射性物质,但在深空探索中有着无可比拟的续航优势,据悉,探索冥王星的新视野号以及好奇号火星探测器都采用此种电池。

目前,卡西尼号正在进行其最后的任务--探索土星F环。2017年4月开始,卡西尼号最后一次飞掠土卫六并利用其引力加速变轨,随后卡西尼号会20次飞过F环20次,并在土星和土星环的间隙观测土星环内的小行星,并对土星进行近距离观测,最后在大气中烧毁--在此之前,它有机会发回有关土星大气成分的数据。


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