鹦鹉螺会员享受无广告体验。立即加入.

看到了太空探索的未来,它看起来就像一个覆盖着棕色涂鸦的主球。我指的是木卫二,这颗1940英里宽、近乎白色、极其光滑的木星卫星。这是一个神秘的世界,在很多方面几乎是地球的完美反转。它也是寻找外星生命最合理的地方之一。如果你觉得这两个说法听起来有点矛盾——是的,确实如此。这就是为什么木卫二现在可能是太阳系中最重要的世界的原因。

欧罗巴超自然的一面在地球上这是一个由水冰雕刻而成的球体,而不是岩石。它以冰构造代替了移动的大陆,以咸海代替了地幔,以蒸汽柱代替了火山。表面的涂鸦可能是通过相当于地震断层的冰层泄漏出来的肮脏海洋物质。

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

从地球的角度来看,欧罗巴完全是错的,它的硬壳在上面,水在下面。然而,从外星生命的角度来看,这可能是一个完美的安排。在其冰冻的地壳之下,木卫二的液态水是地球上所有海洋中液态水总和的两倍。天体生物学家通常将水作为生命的第一需求;嗯,欧罗巴正在被淹没。就在冰线以下,情况可能与南极冰盖下面的环境类似。木卫二的海底可能有一个活跃的热液喷口系统。这两个地方都是地球上充满活力的栖息地。

结冰的物质往往会蒸发,产生一种奇异的风化作用,在没有任何风或雨的情况下重新排列景观。

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

欧罗巴的水有时可能会逃离冰冷的边界,这为故事增添了新的转折点。2013年底,哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)记录到了木卫二南极周围的一大片水汽。这一发现证实并扩展了关于是什么使木卫二成为一个充满活力的世界的科学观点。木卫二围绕木星以一个略呈椭圆形的轨道运行,导致木星受到巨大行星引力的交替挤压和拉伸。这种弯曲在卫星内部产生了强烈的摩擦,并产生了足够的热量来维持木卫二冰冻外壳下温暖的海洋。羽状物的存在表明,木卫二的伸展也打开和关闭了一系列裂缝,这些裂缝允许地下水以间歇泉的形式喷发。

如果间歇泉由一路穿过地壳的海水组成,那么它们可能携带着水生生物的痕迹。如果这些羽状物升得足够高,未来的宇宙飞船就可以直接穿过它们,探测生化物质。

你可以理解为什么今年2月在美国宇航局艾姆斯研究中心举行的OPAG会议上人们会头晕。OPAG是一个关于冰雪世界的极客定期论坛,是外星球评估小组(Outer Planet Assessment Group)的缩写,它介于MacWorld博览会的企业群和乙烯基唱片博览会之间。他们是真正的信徒与新手们交融的地方,展示最新的科学,摒弃投机思想,制定探索策略。随着每一个新数据的出现,他们越来越确信木卫二是寻找外星生命的地方,而不是火星。发现木卫二上的羽状物是另一次肾上腺素的释放。瑞典皇家理工学院(Royal Institute of Technology)的洛伦斯·罗斯(Lorenz Roth)通过一条模糊的电话线打来电话,报道了最近一次此类水喷发复发的搜索结果,房间里一片寂静。

OPAG会议上另一条同样重要的消息是五个月前宣布的一项发现:欧罗巴有板块构造,就像地球一样,也不像我们所知道的任何其他世界。构造描述了地壳在内部来回运动和循环的过程。约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的路易丝·普罗克特(Louise Prockter)通过刻苦重建1995年至2003年围绕木星飞行的伽利略航天器的旧图像,在木卫二上共同发现了这种类型的活动。

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

正如普洛克特在会上向我解释的那样,活动地壳可能有两个重要作用。它将表层冰以及在阳光照射下形成的所有化合物循环到黑暗的海洋中;这种化学流动对于向海洋提供营养物质可能至关重要。地壳的运动也将海洋物质带到了表面,在那里,窥探人类的眼睛可以寻找有关欧罗巴海洋的线索,而无需真正钻入其中。

在这些发现的支持下,对欧罗巴的崇拜现在已经摆脱了OPAG会议的限制。今年6月,美国国家航空航天局宣布,它已开始开发一种探测器,以访问木卫二,并在20世纪20年代的某个时候进行详细研究。一次成功的任务将使人们关注欧罗巴令人难以置信的冰和海洋环境。这也将有助于科学家全面了解冰世界。冰封的卫星、矮行星和巨大的小行星是太阳系广阔外层区域的常态,如果它们重复欧罗巴的模式,它们可能会包含太阳系的大部分可居住房地产。有充分的理由认为,在其他恒星周围,冰世界也同样丰富。把所有这些新想法放在一起,意味着银河系可能总共包含数百亿个对生命无害的冰箱。

但是,如果这些令人震惊的推断似乎表明科学家开始了解木卫二的工作原理,请允许我提出其他建议。欧罗巴在很大程度上仍是一个巨大而冰冷的混乱之球。

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

A类我们所知道的关于木卫二表面的几乎所有信息都来自NASA的伽利略任务,该任务于1995年到达木星。在八年的任务中,伽利略绘制了木卫二的大部分地图,但其粗略分辨率约为每像素一英里。相比之下,今天最好的火星图像显示的特征小到三英尺。霍普金斯应用物理实验室的伊丽莎白·兹比乌龟(Elizabeth“Zibi”Turtle)承诺,美国国家航空航天局(NASA)即将推出的欧罗巴探测器上的相机将达到同样的清晰度。在那之前,想象一下,试着用一张不显示任何小于一英里的地图导航,你就会知道欧罗巴科学家要走多远。

更重要的是,在一个非常基本的层面上,行星科学家仍然无法很好地掌握地质学(或者我们应该说“冰川学”)如何在冰冻环境中工作。你看,冰不仅仅是冰。美国国家航空航天局喷气推进实验室的Robert Pappalardo是该机构即将发射的木卫二探测器的任务科学家,他梳着马尾辫,向我阐述了其中的一些复杂性。在木卫二,赤道温暖的一天,表面温度可能会升至-210华氏度;在两极,最低温度骤降至-370华氏度。在这些条件下,水被恰当地视为矿物,冰的稠度接近混凝土。在许多方面,它与岩石的断裂、断层和破碎方式非常相似。但即使在如此深的冰冻中,表层冰也能以岩石所不具备的方式,将固体直接升华蒸发成气体。结冰的物质往往从较暗、较温暖的地区蒸发出来,聚集在较轻、较冷的地区,产生一种异国情调的风化作用,在没有任何风或雨的情况下重新安排景观。

木卫二表面正在发生各种其他事情。木星有一个巨大而强大的磁场,可以用辐射轰击它的卫星:平均每天约500雷姆,你可以更容易地判断这是一个足以让你在一小时内生病,并在24小时内死亡的剂量。这种辐射能迅速分解任何有机化合物,使寻找生命的过程极为复杂,但也会产生各种其他复杂的化学物质。喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)最近的一项实验室实验(5月宣布,但尚未公布)表明,欧罗巴条纹的颜色是由辐照海盐产生的。这些和其他碎片分子,再加上彗星撞击产生的持续不断的有机物质雨,当它们循环回到海洋中时,可以用作生命的能源,在那里任何生物都会得到很好的保护。

如果一个外星人在欧罗巴的海洋中游泳,没有人能看到它,它真的活着吗?

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

木卫二外壳的运动是另一个神秘的领域。Pappalardo指出,在冰雪世界中,水扮演着地表深处岩浆和热岩石的角色,但冰和岩石又不尽相同。温冰在高压下变软,几乎呈泥状,流动缓慢。可能有复杂的环流模式完全包含在地壳中,地壳厚度可能为10至15英里(或或多或少;这是欧罗巴任务将要调查的另一个谜团)。壳内可能存在液态水池,与底层海洋隔绝。表面的水柱可能不是直接来自海洋;它们可能来自这些中间湖泊,类似于南极洲尚未开发的沃斯托克湖。

在OPAG会议上,关于冰循环的看似狭隘的争论引发了关于欧罗巴生命前景的丰富辩论,进而引发了对无数其他冰河世界的讨论。乔治亚理工大学的Britney Schmidt想知道木卫二的活跃地质(冰川学)是否完全发生在地壳内。若这些物质根本不在地表和海洋之间流通,那个么木卫二就会被密封。生命无法从上面获得任何新鲜的化学物质,如果它以某种方式存活下来,我们可能永远也不会知道,除非我们找到一条路来挖一个洞。OPAG的几位研究人员表示,有意义的答案需要一个表面着陆器;一位精力充沛的观众一再主张发送一个撞击器&一个高速保龄球,基本上是要撞击表面并抖掉任何可能埋藏的微生物。

至于欧罗巴海本身,它甚至可以延伸到你所说的更深的地方隐身水如果表面真的像最近的实验所表明的那样布满了盐分,那就意味着这是一个富含矿物质的海洋,海水与底部的岩石海底发生剧烈的相互作用。这种相互作用的一个可能来源是由欧罗巴内部热量驱动的热液喷口网络;像在地球上一样,这些喷口可以提供化学能来维持欧罗巴生命。但总的热液活动进行了多少?酸度和盐度对生命有益吗?下面有多少有机物质?科学家们互相怂恿,提出一些迄今为止还没有答案的挑衅性问题。

我们何时(或是否)会发现,在很大程度上取决于欧罗巴的内在本质在多大程度上是从外部显现出来的。OPAG的对话有时会演变成类似于大学存在主义的争论:如果外星人在欧罗巴的海洋中游泳,但没有人能看到它,它真的活着吗?

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

欧罗巴的忠实信徒们已经等待了很长一段时间,等待一项任务来消除这些争论,或者至少以硬数据为基础。这种等待充满了乐观与失望之间的摇摆。美国国家航空航天局计划的木卫二轨道飞行器于1999年获得批准,但在2002年被取消。该机构提出了一项更具雄心壮志的核动力木星冰月轨道飞行器的提案,这一提案得到了反弹,该提案看起来令人难以置信,直到2006年被推迟并最终取消。一项与欧洲航天局(European Space Agency)拟议的合资项目从未取得如此大的进展,尽管欧洲人正在推进其部分项目,该项目将于2030年向木星另一颗冰封卫星木卫三(Ganymede)发射探测器。

OPAG成立于2004年,是一个类似于icy-moons的倡导组织,以确保他们最终获得应有的尊重。这一次情况看起来好得多。国会已批准为欧罗巴调查提供发展资金。NASA已经批准了一套仪器,并任命了负责这些仪器的研究人员。本月,该机构发布了一份新闻稿,宣布此次任务是“开始”的。2月19日晚上,来自2月OPAG会议的一群欧罗巴专家在山景城的Savvy葡萄酒酒吧聚会。帕帕拉多看起来筋疲力尽,神情乐观,他敦促他们举起加州赤霞珠,为到达欧罗巴干杯。

欧罗巴探测器甚至有可能包括一个着陆器。国会议员以及欧洲航天局局长都表示有兴趣实现这一目标。资金尚不存在,但亚当·斯特兹纳(Adam Steltzer)是一位热心的工程师,他想出了如何将两吨重的好奇号探测器安全降落在火星上,他向我保证,从技术角度来看,设计一个配备火箭的小型探测器来实现对欧罗巴的软着陆并不困难。在那里,它可以钻入地表,寻找可能的有机物质,而这些有机物质尚未被木星的辐射冲击波降解。

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

你不会看到的,OPAG的研究人员都很遗憾地同意,是那些出现在NASA推测性的“未来任务概念”网页上的很酷的欧罗巴潜艇之一。对地球上的沃斯托克湖进行探测是一项艰巨的挑战。我们仍然不知道如何在10英里或更长的欧罗巴冰层中进行钻探,并通过遥控探索外星海洋,当然这与NASA未来可能的预算无关。

没关系。即使是美国国家航空航天局(NASA)目前的“欧罗巴计划”(Europa)的无钻井版本,也会释放出大量关于冰雪世界如何运作以及它们维持生命的可能性的信息。如果答案像许多科学家所希望的那样令人兴奋——正如我强烈期望的那样——那么它将支持未来前往土卫六、土卫二和欧罗巴其他招手的表亲的任务。它也将重塑对其他恒星周围可居住星球的搜索。目前,天文学家主要专注于寻找其他类地行星,但也许这并不是大部分活动的地方。也许宇宙中的大多数生命都被锁在冰壳下,安全但几乎无法探测。

无论欧罗巴是否是外星生物的家园,它都会告诉我们生命的范围,以及生命在何处。这颗冰封的卫星将有助于治愈其岩塑沙文主义的科学。嘿,你叫谁主球?

鹦鹉螺会员享受无广告体验。登录立即加入.

科里·S·鲍威尔是发现他在杂志上撰写Out There专栏和博客美国科学家。他在@coreyspowell上积极推特关于空间和天文学的所有事情


主图片由维基百科提供。

闭路电视 每月仅需4.92美元,即可免费享用无限制Nautilus文章。 立即加入

! 没有与该电子邮件地址关联的活动订阅。

加入继续阅读。

通过成为Nautilus会员,可以访问无广告的无限文章,包括这篇文章。享受奖励内容、独家产品和活动等,同时支持独立新闻。

! 没有与该电子邮件地址关联的活动订阅。

这是你最后一篇免费文章。

不要限制你的好奇心。通过成为Nautilus会员,可以访问无限制的无广告故事,并支持独立新闻。