美国宇航局有一个不同寻常的大胆计划,寻找木卫二上的生命

美国宇航局有一个不同寻常的大胆计划,寻找木卫二上的生命
木卫二的内海可能适合简单的生命形式生存。计划中的着陆器可能在 2030 年代前去寻找它们。NASA/戈达德太空飞行中心

如果我们想在太阳系中寻找外星生命,木星的冰卫星木卫二是寻找它的最佳地点之一。科学家们可能在未来几十年内有机会做到这一点。美国宇航局的一份新报告概述了一项可能最早在 2031 年登陆这颗冰卫星的任务的目标。

虽然着陆器任务尚未正式启动,但国会希望它能顺利完成。新报告是初步的,这意味着目标和仪器可能会发生变化。但如果一切按计划进行,该任务的主要目标将是寻找这个寒冷星球上生命存在的证据。

这是一次大胆的举动。NASA 的任务往往是寻找“宜居性证据”,即某个地方是否有可能存在生命。这是因为该机构上次尝试直接寻找外星生命时,结果并不好。

火星上有生命吗?

海盗号着陆器于 20 世纪 70 年代在火星上搜寻生命,并发回了至今仍存在争议的结果。其中一台仪器发现了潜在的生命迹象,而另外两台仪器却未能找到有机物——如果没有有机物,我们所知的生命就不可能存在。在这些令人失望的结果之后,火星探索中断了 20 年。

艺术家对拟议中的欧罗巴着陆器的描绘。该任务仍处于初步规划阶段,可能会有所变化。NASA/JPL-Caltech

最近,科学家们了解到火星土壤中的高氯酸盐化合物可以分解其表面的任何有机分子,因此维京号可能确实探测到了有机物。

尽管大多数科学家仍然认为这颗红色星球适宜生命存在的可能性很小,但维京号事件的骚动为天体生物学家提供了重要的教训。

“维京号告诉我们,你不能直接跳进去寻找生命,”欧罗巴着陆器任务的项目科学家 Curt Niebur 说道,他也是将于 2020 年代飞过这颗冰冻卫星的欧罗巴快船的负责人。“你需要对你正在观察的环境有一个大致的了解,因为这会使事情变得复杂。”

木卫二上有生命吗?

木卫二的冰壳之下有一片广阔的内海,据信它与海床相连,可能为水注入维持生命所需的能量和营养。如果这片深而暗的海洋中存在生命,那么它可能类似于在地球海床和冰下湖泊中蠕动的微生物。但木卫二的表面受到辐射的冲击,这可以分解有机物质。

地幔柱和其他地质过程可能会将海洋物质带到地表,这样着陆器就可以到达那里。艺术家的概念图,NASA/JPL-Caltech

“木卫二表面不可能存在生命,”尼伯尔说道。“这里的环境非常恶劣。”

相反,着陆器将从地表以下 10 厘米处采集冰样本,并以各种方式分析其中的内容。机载显微镜可以寻找死亡微生物的可见证据。其他仪器将寻找有机物质,如氨基酸和脂质,这些物质构成了我们所知的生命。同时,确定无机化合物的分布方式也可以暗示生命是否存在。

论文指出,“任何单一的测量结果都不足以证明木卫二上存在生命,相反,要得出发现生命证据的结论,需要来自不同仪器的多条证据……”

报告作者计划使用九种不同的数据来源,着陆器将收集并分析五种不同的冰样本。幸运的话,实验的冗余性和广泛性将为木卫二海洋是否孕育生命的问题提供直接的答案。

生命的意义

“自从维京号之后,我们更好地解析了寻找生命意味着什么的问题,”尼伯说,但他认为仍有工作要做。正如报告指出的那样,科学界仍然无法就生命的简洁定义达成一致,事实上,寻找地球以外的生命将有助于完善这一定义。与此同时,这是该任务面临的重大挑战之一。

这张木卫二的特写照片由伽利略号航天器于 1997 年拍摄,经过了色彩增强,以显示其表面特征。蓝白色地形显示相对纯净的水冰;红色条纹可能含有来自海洋的盐分,因此是着陆器的理想目标位置。NASA/JPL-Caltech/SETI 研究所

3 月和 4 月的两次市民大会将为科学界提供机会对报告进行评论和讨论。尼伯表示,他希望这些会议能够达成的一项共识是,什么才是生命存在的证据。

“寻找生命并不像在火星上寻找陨石。很多事情都取决于观察者的眼睛。我们需要确保我们使用的方法是正确的。”

寻找生命之后的生活

撰写该报告的科学定义团队不遗余力地强调,这不仅仅是一项寻找生命的任务——即使没有找到外星微生物,它也会为科学做出有价值的贡献。

着陆器的第二个目标是寻找宜居性的证据。这项研究可以揭示木卫二神秘海洋内部的条件,以及它是否有适合生命生存的物质。这告诉我们,其他冰封的海洋世界,如土卫二和木卫三,也有可能出现生命。

这次任务还可以让我们更好地估计木卫二海洋的深度、它埋在冰层以下的深度,以及表面附近是否有液态水。

最后,此次任务将确定未来的探索区域,或许为其他能够深入海洋并在合适地点寻找生命的探测器铺平道路。

尽管维京号的探测结果好坏参半,但科学家从中吸取的教训以及过去 30 年的技术进步,将使木卫二着陆器有望对一些问题提供明确的答案,最终揭示地球是否是太阳系中唯一的生命。

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