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美国为何向木卫二发射探测器?它在找什么

 作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2024/10/15 14:17:15 字体大小:

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)看起来过于单调——它表面灰白,像破旧台球厅里一颗磨损的台球。然而仔细观察,这颗木星的第四大卫星,内部深处闪烁着迷人的光芒。

这是因为木卫二冰层下,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,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。这颗探测器到达木卫二需五年半时间,预计于2030年4月抵达。

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,也是一艘价值50多亿美元的探测器。其太阳能电池阵列展开时跨度超过30米,发射时重量接近6000千克。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,让我们知道这颗卫星冰冻的外壳里藏了着什么,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。如果像科学家们猜测的那样,蒸汽羽流是从木卫二表面喷发出来的,它甚至可以从中抽取水样。

探测器设计的初衷,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。

曾几何时,没人能想到它有液态水

1610年,天文学家伽利略首次发现了围绕木星旋转的四颗卫星,其中一颗就是令人着迷的木卫二。时至今日,我们已经知晓木星拥有超过90颗卫星,但木卫二依然以其独特的魅力脱颖而出:它的表面几乎不见陨石坑,冰冻的外表下隐藏着一个充满活力的世界,地质活动频繁地重塑着其面貌。

作为木星内侧的卫星之一,木卫二不断地经历着来自巨大行星的强大引力拉扯。这种力量随着它在椭圆轨道上周期性地接近和远离木星而变化,导致内部物质也被反复压缩与释放,产生了潮汐加热效应。但直到20世纪90年代NASA发射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,科学家们并未预料到,在距离太阳如此遥远(超过7.5亿公里),平均温度低至-160°C的地方,竟然可能存在液态水。

然而,当伽利略号探测器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——正是由于潮汐加热的作用,这片海洋才能保持液态而不至于冻结成冰。“这样的结果完全出乎所有人意料。”任务团队凯瑟琳·克拉夫特博士如是说。

更令人兴奋的是,后续研究表明,木卫二或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及能量来源。

“这片海洋很可能为原始生命的孕育提供了理想的环境,类似于地球上深海热泉周围的生态系统,那也被认为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宜居世界充满了无限憧憬。

寻找宜居世界,但并不寻找生命

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,还原化学反应可能发生在海底,由咸水的相互作用引起;而氧化化学反应可能发生在表面,由辐射与水或硫相互作用引起。

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表面——这些地形看起来几乎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的羽流如此令科学家着迷——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,进入周围的大气,“欧罗巴快船”还将有机会“品尝”到它。

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,团队所有参与者观点一致,“相反,它正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,每一颗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。

信源地址:/html/shownews.aspx          
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