張曉辰很清楚,“對於nasa和其他參與卡西尼號專案的合作伙伴來說,穿越土衛二表面的冰羽流將是一個絕佳的機會。屆時我們將能夠回答這一問題:‘在這樣一個冰封的海洋世界中,會存在生命的必備元素嗎?’”
在這次任務中,卡西尼號上搭載的儀器將收集噴射物樣本,並對其中的化學成分進行分析。
此前,卡西尼號也曾穿越過土衛二表面噴發出的冰羽流,但本次任務將成為它離土衛二表面最近的一次。在更低的海拔上,卡西尼號將能夠對較重的分子進行探測,包括能證明生命存在的有機物等。
科學家們還希望,卡西尼號能夠藉此機會探測土衛二表面存在多少熱液活動情況,以及這些熱流對土衛二的宜居性存在著怎樣的影響。
美國西南研究院的亨特·威特博士(hunteraite)是卡西尼號上離子及中子質譜儀團隊的領導人,他表示:“如果能確認土衛二的冰羽流中含有氫氣分子,我們就能找到另一條證明土衛二的海床上存在熱液活動的證據。”
“其中,氫氣的數量能夠反映土衛二上熱液活動的規模。”
卡西尼號將於今年12月19日最後一次飛越土衛二,並測算土衛二內部散發出多少熱量,飛行高度將為3106英里(約合4998公里)。
該探測器離土衛二最近時,距其表面僅16英里(約合25公里),但在飛越冰羽流時,其所在高度比這次任務要高得多,因此大多數噴發物已經消散殆盡。
科學家拿這些間歇冰泉與地球上的熱液噴口進行了對比——在地球的海床上存在著一些火山裂縫,當海水滲入這些裂縫中時,水溫會變得很高。在海洋中最為陰冷幽深的角落裡,熱液噴口周圍複雜的化學物質為大量生物提供了一片賴以生存的綠洲。
科學家希望,透過使用卡西尼號上搭載的宇宙塵埃分析儀器,這次飛掠任務將使我們更好地瞭解土衛二冰羽流中的化學成分。
為了嘗試發現可能存在於木衛二地下海中的微生物,卡西尼探測器潛入土衛二表面釋放的水、冰晶和有機物質構成的羽流,一項獨立研究指出木衛二存在一個區域,可能是未來太空任務尋找地外生命的理想地點。
卡西尼探測器以公里小時速度飛越土衛二表面時採集到一滴水,科學家表示,這滴水足以解答關於土衛二的一些關鍵問題,但可能需要幾個月的時間分析核實該資料,才能做出任何論斷。
卡西尼探測器任務科學家庫爾特尼布林(curtniebur)說:“這是太陽系內探索海洋世界新紀元的重要一步,木衛二和土衛二很有可能成為潛在的地外生命綠洲。”據悉,卡西尼探測器並沒有直接探測生命的儀器裝置,但是科學家希望發現關於地下海洋的詳細資訊,地下海洋被認為是土衛二間歇泉羽流來源。科學家猜測潮汐引力使地下海洋保持液體狀態。
2008年,科學家們觀測到了從土衛二表面噴出的水蒸氣。這一觀測結果證明了該衛星上存在著液態水,並支援了土衛二有可能存在生命的觀點。
坎迪斯·漢森是美國航空航天局位於加州的噴氣推進實驗室的一名科學家,在發現了這些速度高達2189公里小時——這種速度十分罕見,往往只有在含有水的情況下才能達到這種速度——的羽狀物後,他領導著一個團隊開始研究這些物質。
卡西尼號提供的資料顯示在土衛二的冰凍表面之下可能存在著一個全球性的海洋。卡西尼號對其所捕獲的冰晶顆粒進行分析後發現,這些冰晶顆粒是由鹽水凝集而成的——這種狀況一般只發生於大面積的水體之中。因此土衛二之上也可能存在外星生命。另一種觀點則認為土衛二上存在的並非大面積的海洋,而是分佈廣泛的溶洞,這些溶洞之中充滿了液態水。
2009年8月13日,科學家對外公佈了對土衛二南極地區噴射出的水蒸氣進行分析的最新結果,他們在冰晶顆粒中發現了高濃度的鹽分。此外,卡西尼號還發現了諸如碳酸鹽和塵埃顆粒等有機化合物的蹤跡。這些證據都有力證明了在該衛星表面之下存在著一個海洋。其中的塵埃顆粒甚至可能提供關於海洋的細節情況,而通常獲取這些情況需要進行深層鑽探。
土衛二地殼之下液態水的存在表明在其內部存在著內部熱源。現在,科學家相信放射性衰變和潮汐效應共同提供了液態水存在所需要的熱量,因為唯獨潮汐效應是無法提供如此多的熱量的——如土星的另一顆衛星土衛一即比土衛二更為靠近土星,且其軌道離心率更大,這意味著相比於土衛二,該衛星受到了更為強大的潮汐效應的影響但是其老舊而佈滿創傷的表面則表明該衛星似乎早已停止了地質活動。
土衛二是外太陽系中迄今為止觀測到存在地質噴發活動的三個星體之一另外兩個分別是木衛一和海衛一)。分析認為噴射的物質是星體表面以下的液態水;同時,在噴射的羽狀物中亦發現了奇特的化學成分,因此土衛二也被認為是天體生物學的重要研究物件。此外,噴射現象也為e環的物質來源於土衛二的觀點提供了重要證據。
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美聯社分析說,這一假說具有重大意義。若經證實,土衛二便具備了產生生命的三大條件:持續的熱源、有機物和液態水。馬特森說:“這告訴我們,以土衛二的內部條件,它曾經或仍然可能發生生化反應。”
當然,一切假說畢竟只是一種合理猜測。現在斷言土衛二上是否存在生命為時尚早。2008年3月,“卡西尼”將再次飛到距土衛二僅350公里處觀測。屆時,可能將有更多太空奧秘被逐一揭開。土衛二可能是土星的稀薄的e光環中物質的供給源。另外由於這物質不可能在光環中存在數千年之久,它可能與土衛二最近的活躍有關。另外光環也有可能是由高速的不斷碰撞的粒子與不同的衛星共同維繫。
據《新科學家》雜誌報道,美國普林斯頓物理學家和未來學家弗里曼·代森表示,寒冷的土衛二上可能存在開花植物的這樣的生命,因為在地球北極地區就發現有開花植物,而北極和木衛二的環境非常類似,因此太空船應該在木衛二上尋找花朵,這很容易發現。
2015年3月12日,日本媒體報道,東京大學、日本海洋研究開發機構等與歐美的國際團隊一道,在土星的二號衛星——土衛二上發現存在熱水的環境。據稱,這是人類首次在太陽系中發現存在於地球之外的可供生命存在的環境。
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