土卫二和木卫二可能具备生命所需的一切基本要素

有吃有喝的，你们会在那里吗？

2015年，穿行在土卫二水汽喷流中的卡西尼号探测器（艺术想像图）。美国宇航局 / 加州理工学院喷气推进实验室

老当益壮的哈勃太空望远镜，即将“献身”的卡西尼探测器，为我们带来了许多和外星生命有关的信息。这些信息来自太阳系中的那些所谓“冰月”，也就是木星和土星周围的那些冰冻的卫星。这些卫星中有不少拥有液态水的海洋，但是它们全都被封存在厚厚的冰壳之下。

液态水的存在让科学家感受到了一丝来自外太空的鼓舞。因为水，是生命赖以生存的基本要素。至少到目前为止，是我们在地球生命身上学到的一种普遍现象。

但是只有水还是不够的，生命无法在一洼静止的、缺乏变化的水中诞生。而要获得这种变化，能量的输入是个必要条件。因此，寻找外星生命，还需要寻找生命的第二个要素，寻找生命的能量源。

在昨天进行的美国宇航局新闻发布会上，卡西尼任务小组的科学家们认为，土星的卫星——土卫二恩克拉多斯不但拥有大量的液态水，还拥有生命必须的化学能。与此同时，仰仗哈勃太空望远镜工作的学者也报告说，他们获得了木卫二存在水汽喷流的更多证据。

据称，这样的发现使得美国宇航局的不同任务之间产生了关联，并让人类朝着获得自身在太空中是否孤独这个问题的答案更进了一步。

卡西尼任务小组的科学家们认为，土卫二地下海洋中的微小生命（如果它们存在），可以以海底热液活动产生的氢气为生。氢可以和溶解在水中的二氧化碳相结合，在此过程中，能量会被释放出来。土卫二上如果存在微生物，那么它们就可以摄入这种能量。这样的化学过程是地球生命之树的根基，在地球生命的起源过程中起到过关键作用。它还会产生一种副产品——甲烷。

我们所知的生命依赖三大要素——液态水、新陈代谢所需的能量和合适的化学成份，比如碳、氢、氮、氧、磷和硫。卡西尼探测器发现土卫二几乎具备了所有这些基本要素。尽管目前还未在其海中发现磷和硫，但科学家相信，其石质内核的化学成份和拥有这两种化学元素的陨石十分相似。确认土卫二存在生命所需的化学能，是外星生命搜寻过程中的一个里程碑。

2015年及更早些时候，卡西尼探测器对土卫二产生的喷流成份进行了检测。结果发现，在构成这些喷流的气体成份中，98%是水，1%是氢，其余是二氧化碳、甲烷和氨等其它分子。

卡西尼探测器设计上的局限，使它没有能力在土卫二喷流中对生命进行直接检测。事实上，直到它抵达土星系统，科学家才发现土卫二存在着这些喷流。不过，人们还是发现了生命所需的能源，它们就像是细菌们的粮仓。

新发现成了土卫二海洋内存在热液活动的一条独立证据线。2015年的研究结果表明，土卫二海底的岩石可能会和热水发生反应；而今天的科学家则更进一步，指出这样的反应能够产生氢。

与此同时，哈勃太空望远镜也不闲着。2016年，它获得了木卫二欧罗巴存在物质喷流的新证据。该喷流存在的部位和2014年发现的喷流是相同的。该结果进一步夯实了木卫二存在喷流的证据基础。

哈勃太空望镜观测到的木卫二喷流。美国宇航局 / 欧洲空间局 / 美国太空望远镜科学研究所 / 美国地质调查局

新观测到的喷流高出木卫二表面100公里；与之相比，2014年的喷流高度只有50公里。但二者都位于木卫二表面一个温度异常偏高的地区。据1990年代伽利略探测器的观测，那里的冰壳上存在着许多裂缝。学者们推测，木卫二表面可能存在与土卫二相似的水喷发现象，而这些水可能同样来自卫星的内部。

土卫二存在喷流的那些地区，和地表温度异常偏高的地区有关联性。而在分析了伽利略探测器绘制的木卫二热力地图后，人们发现木卫二上的喷流似乎也位于木卫二上那些温度异常偏高的地区。

科学家认为，这些喷流如果确实和卫星表面的“热点”有关，那么就意味着这些喷出的水会使周围地表增温。落回卫星表面的物质，可能会改变地表的颗粒结构。与周围地区相比，它们能够留存更多的热量。

美国宇航局计划在2020年代向木卫二发射一枚名为“木卫二快船（Europa Clipper，又被译作‘木卫二快帆’）”的探测器。如果一切顺利，那么许多疑问的答案将在那时揭晓。

星空天文系头条号签约作者