本报记者 张梦然
在木星那引人注目的外表和体积映衬下,木卫二(也称欧罗巴,木星的第四大卫星)看起来过于单调——它表面灰白,像台球厅里一颗破旧磨损的台球。然而仔细观察,这颗卫星的内部深处却闪烁着迷人的光芒。
这是因为在木卫二冰层下,很可能隐藏着一个巨大的全球性海洋,推断其水量是地球上的两倍。木卫二一直吸引着所有天文学家,这里,可能就是他们一直在寻找的“宜居星球”。
木卫二是否真的具备生命存在的条件?现在,人们启程开始寻找答案。
北京时间2024年10月15日凌晨0时06分,美国太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰重型火箭从肯尼迪航天中心腾空而起,将名为“欧罗巴快船”的探测器送入空中。探测器的旅程需5年半,预计于2030年4月抵达木卫二。
这是美国国家航空航天局(NASA)今年最受关注的发射项目。
价值50亿美元,NASA史上最大星际探测器
“欧罗巴快船”是NASA为行星任务所开发的有史以来最大探测器,价值50多亿美元。其太阳能电池阵列展开时跨度超过30米,发射时重量接近6000公斤。探测器由24个引擎提供动力,将对木卫二进行近50次飞越。
它会近距离观察这颗卫星的地质和化学性质,如果幸运的话,将能发现宜居性的明显特征。这项任务已筹备了几十年。此前研究提供的信息,让人们知道这颗卫星冰冻的外壳里藏着什么,但也留下了更多“诱人的线索”,以及更大可供发掘的空间。
揭开这些秘密,正是“欧罗巴快船”的任务目标。
这一探测器设计的初衷,其实并不是寻找生命的直接证据(譬如细菌细胞)。但进展表明,它出发前已有能力做到这一点。“有了‘欧罗巴快船’,我们真的进入了天体生物学的新阶段。”该任务的项目科学家山姆·豪威尔说。
平均零下170℃,很难想象可能存在液态水
1610年,天文学家伽利略首次发现了围绕木星旋转的4颗卫星,其中一颗就是令人着迷的木卫二。时至今日,人们已知晓木星拥有超过90颗卫星,但木卫二依然以其独特的魅力脱颖而出。
作为木星内侧的卫星之一,木卫二不断经历着来自巨大行星的强大引力拉扯。这种力量随着它周期性地接近和远离木星而变化,导致其内部物质也被反复压缩与释放,产生了潮汐加热效应。直到20世纪90年代NASA的伽利略探测器近距离探访了木卫二后,人类才真正开始理解这一现象背后的深意。
最初,科学家们完全未预料到,在距离太阳如此遥远(超过7.5亿公里)、平均温度低至-170℃的地方,竟然还存在液态水。
然而,当伽利略号发现木卫二上存在次级磁场时,这一切都改变了。新发现强烈提示木卫二的冰层之下可能蕴藏着一片富含盐分的海洋——正是由于潮汐加热作用,这片海洋才能保持液态而不至于冻结成冰。这一结果出乎所有人意料。
更令人兴奋的是,后续研究表明,木卫二可能还具备支持生命存在的所有必要条件:不仅有温暖的咸水海洋,还有由木星辐射提供的化学成分和能量来源。
“这片海洋很可能为原始生命的孕育提供了理想环境,类似于地球上深海热泉周围的生态系统,那里也是地球最早生命形式出现的地方。”该任务科学项目副主管邦妮·布拉蒂解释道。
这些惊人的发现,让人们对探索宇宙中其他潜在的“宜居世界”充满了无限憧憬。
寻找“宜居世界”,但不一定能找到生命
为完成使命,“欧罗巴快船”携带了摄像机、光谱仪、热成像仪、冰穿透雷达、磁力计等传感器,尽力收集有关这颗星球内外部的一切。
科学家相信,地球生命化学反应的基础,也可能出现在木卫二内部。但在木卫二上,氧化反应可能发生在表面,而还原反应可能发生在海底。
这就是为什么科学家如此热衷于研究它那被称为“混沌地形”的外观——这些地形看起来像是被巨人移来挪去的冰山,而这恰恰可能是液态水靠近地表导致的。
这也是为什么木卫二羽流如此令科学家着迷的原因,它们可以让人们直接“看到”这里发生的化学反应。如果水从地下喷涌而出,进入周围大气,“欧罗巴快船”就有机会取得水样。
但这一切并不意味着,人们就能找到生命的证据。“这不是生命探测任务。”对此,项目所有参与者观点一致,“它是在寻找一个可能存在生命的宜居环境。”
尘埃、冰、气体,对于“欧罗巴快船”先进的分析仪器来说,木卫二就是“天堂”,每一个颗粒都可能得到剖析,然后告诉地球上等待的人们,这里究竟有什么。