木衛(wèi)二是“宜居星球”嗎？NASA發(fā)射“歐羅巴快船”一探究竟
本報(bào)記者 張夢(mèng)然
在木星那引人注目的外表和體積映襯下，木衛(wèi)二(也稱(chēng)歐羅巴，木星的第四大衛(wèi)星)看起來(lái)過(guò)于單調(diào)——它表面灰白，像臺(tái)球廳里一顆破舊磨損的臺(tái)球。然而仔細(xì)觀察，這顆衛(wèi)星的內(nèi)部深處卻閃爍著迷人的光芒。
這是因?yàn)樵谀拘l(wèi)二冰層下，很可能隱藏著一個(gè)巨大的全球性海洋，推斷其水量是地球上的兩倍。木衛(wèi)二一直吸引著所有天文學(xué)家，這里，可能就是他們一直在尋找的“宜居星球”。
木衛(wèi)二是否真的具備生命存在的條件？現(xiàn)在，人們啟程開(kāi)始尋找答案。
北京時(shí)間2024年10月15日凌晨0時(shí)06分，美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的獵鷹重型火箭從肯尼迪航天中心騰空而起，將名為“歐羅巴快船”的探測(cè)器送入空中。探測(cè)器的旅程需5年半，預(yù)計(jì)于2030年4月抵達(dá)木衛(wèi)二。
這是美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)今年最受關(guān)注的發(fā)射項(xiàng)目。
價(jià)值50億美元，NASA史上最大星際探測(cè)器
“歐羅巴快船”是NASA為行星任務(wù)所開(kāi)發(fā)的有史以來(lái)最大探測(cè)器，價(jià)值50多億美元。其太陽(yáng)能電池陣列展開(kāi)時(shí)跨度超過(guò)30米，發(fā)射時(shí)重量接近6000公斤。探測(cè)器由24個(gè)引擎提供動(dòng)力，將對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行近50次飛越。
它會(huì)近距離觀察這顆衛(wèi)星的地質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，如果幸運(yùn)的話，將能發(fā)現(xiàn)宜居性的明顯特征。這項(xiàng)任務(wù)已籌備了幾十年。此前研究提供的信息，讓人們知道這顆衛(wèi)星冰凍的外殼里藏著什么，但也留下了更多“誘人的線索”，以及更大可供發(fā)掘的空間。
揭開(kāi)這些秘密，正是“歐羅巴快船”的任務(wù)目標(biāo)。
這一探測(cè)器設(shè)計(jì)的初衷，其實(shí)并不是尋找生命的直接證據(jù)(譬如細(xì)菌細(xì)胞)。但進(jìn)展表明，它出發(fā)前已有能力做到這一點(diǎn)�！坝辛恕畾W羅巴快船’，我們真的進(jìn)入了天體生物學(xué)的新階段。”該任務(wù)的項(xiàng)目科學(xué)家山姆·豪威爾說(shuō)。
平均零下170℃，很難想象可能存在液態(tài)水
1610年，天文學(xué)家伽利略首次發(fā)現(xiàn)了圍繞木星旋轉(zhuǎn)的4顆衛(wèi)星，其中一顆就是令人著迷的木衛(wèi)二。時(shí)至今日，人們已知曉木星擁有超過(guò)90顆衛(wèi)星，但木衛(wèi)二依然以其獨(dú)特的魅力脫穎而出。
作為木星內(nèi)側(cè)的衛(wèi)星之一，木衛(wèi)二不斷經(jīng)歷著來(lái)自巨大行星的強(qiáng)大引力拉扯。這種力量隨著它周期性地接近和遠(yuǎn)離木星而變化，導(dǎo)致其內(nèi)部物質(zhì)也被反復(fù)壓縮與釋放，產(chǎn)生了潮汐加熱效應(yīng)。直到20世紀(jì)90年代NASA的伽利略探測(cè)器近距離探訪了木衛(wèi)二后，人類(lèi)才真正開(kāi)始理解這一現(xiàn)象背后的深意。
最初，科學(xué)家們完全未預(yù)料到，在距離太陽(yáng)如此遙遠(yuǎn)(超過(guò)7.5億公里)、平均溫度低至-170℃的地方，竟然還存在液態(tài)水。
然而，當(dāng)伽利略號(hào)發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二上存在次級(jí)磁場(chǎng)時(shí)，這一切都改變了。新發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈提示木衛(wèi)二的冰層之下可能蘊(yùn)藏著一片富含鹽分的海洋——正是由于潮汐加熱作用，這片海洋才能保持液態(tài)而不至于凍結(jié)成冰。這一結(jié)果出乎所有人意料。
更令人興奮的是，后續(xù)研究表明，木衛(wèi)二可能還具備支持生命存在的所有必要條件：不僅有溫暖的咸水海洋，還有由木星輻射提供的化學(xué)成分和能量來(lái)源。
“這片海洋很可能為原始生命的孕育提供了理想環(huán)境，類(lèi)似于地球上深海熱泉周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng)，那里也是地球最早生命形式出現(xiàn)的地方。”該任務(wù)科學(xué)項(xiàng)目副主管邦妮·布拉蒂解釋道。
這些驚人的發(fā)現(xiàn)，讓人們對(duì)探索宇宙中其他潛在的“宜居世界”充滿了無(wú)限憧憬。
尋找“宜居世界”，但不一定能找到生命
為完成使命，“歐羅巴快船”攜帶了攝像機(jī)、光譜儀、熱成像儀、冰穿透雷達(dá)、磁力計(jì)等傳感器，盡力收集有關(guān)這顆星球內(nèi)外部的一切。
科學(xué)家相信，地球生命化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)，也可能出現(xiàn)在木衛(wèi)二內(nèi)部。但在木衛(wèi)二上，氧化反應(yīng)可能發(fā)生在表面，而還原反應(yīng)可能發(fā)生在海底。
這就是為什么科學(xué)家如此熱衷于研究它那被稱(chēng)為“混沌地形”的外觀——這些地形看起來(lái)像是被巨人移來(lái)挪去的冰山，而這恰恰可能是液態(tài)水靠近地表導(dǎo)致的。
這也是為什么木衛(wèi)二羽流如此令科學(xué)家著迷的原因，它們可以讓人們直接“看到”這里發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。如果水從地下噴涌而出，進(jìn)入周?chē)髿猓皻W羅巴快船”就有機(jī)會(huì)取得水樣。
但這一切并不意味著，人們就能找到生命的證據(jù)�！斑@不是生命探測(cè)任務(wù)。”對(duì)此，項(xiàng)目所有參與者觀點(diǎn)一致，“它是在尋找一個(gè)可能存在生命的宜居環(huán)境。”
塵埃、冰、氣體，對(duì)于“歐羅巴快船”先進(jìn)的分析儀器來(lái)說(shuō)，木衛(wèi)二就是“天堂”，每一個(gè)顆粒都可能得到剖析，然后告訴地球上等待的人們，這里究竟有什么。
