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誰能想到,直徑 500 公裏的土衛二,可能是一個生命星球!

2024-10-23科學

在浩瀚的太陽系中,人類一直懷揣著對地外生命的強烈好奇。你覺得太陽系中除了地球,哪個星球最有可能存在生命呢?火星、土衛六還是木衛二?其實,太陽系中最有可能存在生命的星球是土星的衛星——土衛二。

土衛二

土衛二又叫作恩克拉多斯,是土星的第六大衛星。這顆土星的衛星,最早在 1789 年由英國著名天文學家威廉·赫雪爾發現。土衛二很小,直徑約為 500 千米,表面溫度低至-200℃。它看上去像是一個冰凍的湯圓,幾乎可以百分之百地反射太陽的光線,原因在於它是一顆被冰覆蓋的衛星。

在前面的文章中,我們提到了木衛二,它是木星的第四大衛星。木衛二的表面也覆蓋著厚厚的冰層。那裏有一個深達 100 公裏的海洋。那麽小小的土衛二冰層下面會不會也有海洋呢?科學家認為土衛二的冰層下面也有一片汪洋大海。

土衛二上的超級噴泉

那麽,科學家是如何知道土衛二的冰層下面有一個海洋的呢?2005 年,卡西尼-惠更斯號探測器首次拍攝到了土衛二的南極地區的影像。在土衛二的南極地區,存在大片超級噴泉。這些噴泉噴射出的羽流高達幾百公裏。經過光譜分析,結果表明這些噴泉的主要成分是水、氨、有機物質和少量的鹽分。透過對土衛二上噴泉的分析,科學家們推斷出在土衛二的冰層之下存在著一個廣闊的海洋。

土衛二的海洋究竟是怎樣的呢?這個海洋位於地表冰層之下,深度至少有 30 公裏。其形成跟木衛二類似,也是受到了土星潮汐加熱的作用融化了土衛二內部的冰。不過一些科學家發現,土衛一比土衛二更加靠近土星,並且軌域偏心率更大,但是這顆衛星上卻沒有土衛二那樣壯觀的噴泉噴出。因此,科學家認為土衛二的海洋形成原因可能還有一個,那就是土衛二內核含有放射性元素。放射性元素的衰變產生的熱量維持了土衛二海洋的存在。這一點跟地球內部的熱量來源有相同之處。

土衛二內部結構

科學家在土衛二的海洋中發現了許多令人興奮的東西。首先,海洋中存在高濃度的磷,其濃度至少是地球海洋中磷濃度的 100 倍。並且此前已經在土衛二的冰粒子中檢測到碳、氫、氧、氮、硫等元素,這意味著土衛二具備支持已知生命形式的全部六種基本元素。此外,「卡西尼」號探測器在飛越土衛二噴發區域時采集到的樣本中含有復雜的有機分子、氫氣和二氧化碳等物質。這些有機分子的存在可能與土衛二海洋底部的熱液活動有關。

2017 年 4 月 14 日,一篇發表在【自然】雜誌上的論文聲稱,土衛二已經具備維系生命生存的所有條件。它一躍成為了太陽系中除地球以外最有可能發現生命的天體。那麽,土衛二可能存在生命的證據有哪些呢?

土衛二上的海洋

其一,基本元素的存在為生命誕生提供了物質基礎。生命的六種基本構成元素在土衛二的海洋中一應俱全,這些元素是構成生命的基石。例如磷是構成 DNA、RNA、細胞膜和 ATP 等生物分子的關鍵元素。

其二,適宜的環境條件增加了生命存在的可能性。土衛二的海洋深度廣闊,為生命的誕生和演化提供了充足的空間。海洋底部可能存在的熱液活動,與地球海洋深處的熱液生態系類似,能夠提供豐富的化學物質和能量。土衛二受到土星的重力作用,內部產生熱量,使海洋底部保持相對較高的溫度,為生命的存在提供了適宜的溫度條件。

土衛二和土星的E環

其三,豐富的能源來源為生命提供了動力。「卡西尼」號探測器在土衛二的羽狀噴流中發現了大量的氫分子。在地球上,產甲烷菌可以利用二氧化碳和氫氣進行產甲烷過程來產生能量,而土衛二上大量氫氣的存在表明其地下海洋中可能存在類似的產甲烷過程。

卡西尼號穿過土衛二的噴群羽流

其四,復雜有機分子的存在暗示了生命的可能性。卡西尼號探測器在土衛二的羽狀噴流中發現了冰粒子、鹽、氫、有機分子以及比最初料想更復雜的有機化合物。這些有機分子可能是生命活動的產物,或者是生命誕生的基礎物質。

其五,活躍的地質活動和物質交換有利於生命的誕生和演化。土衛二南極冰殼的裂縫中,內部海洋的物質以間歇泉的形式噴射到太空中,形成富含鹽的冰粒羽流。這種羽狀噴流現象表明土衛二內部的能量和物質交換較為頻繁。

土衛二地表壯觀的噴泉

如果土衛二上存在生命,將是人類歷史上最重大的發現之一,徹底改變我們對生命的認知。它將證明生命在宇宙中並非獨一無二,而是可能廣泛存在。

然而,土衛二上是否真的存在生命,目前仍然是一個未解之謎。雖然有許多證據支持土衛二存在生命的可能性,但我們還沒有確鑿的證據來證明這一點。如果這個直徑僅有 500 公裏的小小星球真要是有生命的話,那裏的生命會是什麽樣子的呢?