也许，有生之年，你可能会见证外星生命的发现！

“欧罗巴上有生命！重复：欧罗巴上有生命……”——《2010：太空漫游》。

大家好，我是科学羊🐏。

本篇我们看一个物理天文方面最新的进展，以及普及一些天文学方面的知识 ——

2023年9月21日的《科学》杂志上刊登了关于詹姆斯·韦伯空间望远镜的新发现，即在木星的卫星欧罗巴（Europa），也叫“木卫二”的卫星表面，检测到可观的二氧化碳，这个证据增加了欧罗巴上存在生命的可能。

而这猜想不是我们所见证的其他报道那样模棱两可，而是确实有一些科学依据，请见下面分析。

首先，这个发现其实是两个独立的研究团队，一个来自康奈尔大学，另一个来自NASA，都利用韦伯望远镜的红外摄像头，观测到了同一现象，即都在木星的卫星木卫二上的“塔拉雷吉欧（Tara Regio）”区域发现了大量的二氧化碳。

这种独立但一致的观测结果增添了其可信度。

虽然在太阳系中发现二氧化碳并不罕见，例如金星的大气层和火星的大气层都富含二氧化碳，比如，金星的大气层比地球浓密100倍，而这么浓密的大气层，96%以上都是二氧化碳。但是金星上并没有生命。

火星大气层只有地球大气层不到1%的浓密度，组成大气层的物质也有95%以上是二氧化碳，火星也没有生命。

但，为什么说木卫二上有二氧化碳，就说那里可能存在生命呢？

詹姆斯·韦伯空间望远镜上的近红外相机拍摄了这张木卫二表面的照片。韦伯确认了欧罗巴冰冷表面上的二氧化碳可能来源于卫星的次表层海洋。这一发现对木卫二海洋的潜在可居住性具有重要意义。星球看起来大部分是蓝色的，因为它在较短的红外波长下更明亮。白色的地貌特征与混乱的波伊斯雷吉奥(左)和塔拉雷吉奥(中右)地形相对应，显示了表面增强的二氧化碳冰。来源: NASA

因为木卫二与其他星球不一样与众不同，木卫二星球本身还有有些故事。

科学家长期以来一直推测木卫二可能存在生命，而这次发现的二氧化碳进一步强化了这种可能性。

令人着迷的是，木卫二上的“塔拉雷吉欧”是一个地质年轻的区域，研究者们认为这里可能是一个巨大的裂缝。

自1995年伽利略号探测器发射以来，这一区域就成了天文学家的热点。

经过多年研究，科学家们对木卫二的地质结构有了基本的了解：它表面覆盖着厚达几十公里的冰壳，下面是大约100公里厚的液态水层，水中含有各种盐分，最底层则是岩石海底，那里的海底火山为其提供热量。

关键在于，“塔拉雷吉欧”区域的裂缝使得地表和地下海洋之间发生了大量物质交换。

2019年，天文学家们已经利用哈勃望远镜在这一区域观察到了氯化钠和硫酸镁的存在。

那么，这些二氧化碳和生命迹象之间存在联系吗？

下面这几张图，是韦伯望远镜在几分钟内拍到的这个区域二氧化碳的分布。可以明显的看到，这个区域的二氧化碳产生了分布上的变化。

事实上，韦伯望远镜拍摄的图片显示，这些二氧化碳是动态产生的，表明它们可能是刚刚从地下海洋中喷出。

这可能是由碳酸盐与酸的反应、溶于水中的二氧化碳逃逸，或者更令人兴奋的是，地下海洋中生命的呼吸作用产生的。

如果木卫二地下海洋中真的存在生命，那它的生态可能类似于地球深海的海底火山口：一个不依赖阳光，以化学自养细菌为基础的生态系统。

不过，真实来看，冰层到底有多厚，有无生命，还需要由以下几个计划进一步确定：

未来的探测计划，如“果汁”（JUICE）计划和“欧罗巴快船”计划，将进一步探索木卫二的冰壳、海洋和地质学特征，为科学界提供更多关于木卫二可

能的生命存在的证据。

木星冰卫星探测器（JUICE）的木星之旅

这个探测器在2023年4月份已经离开地球飞往木星了。只不过木星比较远，要借助地球和金星的引力帮助它加速4次，也就是俗称的“引力弹弓”，等到2031年7月它才能到达木星。

而欧罗巴快船应该是今年2024年10月就发射，虽然起飞晚，但它会提前“果汁”计划的探测器在2030年4月到达木星轨道，此后绕木星持续工作至少8年时间。

重点观测木卫二上的冰壳、海洋、地质学特征和宜居性，并且为后续可以着陆到木卫二的观测器寻找合适的降落地点。

欧罗巴快船”(Europa Clipper)图片来源于NASA/JPL-Caltech

也就再等7~8年！

此外，还有更加激进的计划，如撞击木卫二以分析其结构，甚至使用带核动力的着陆器进行深入探测。

这些计划的实施，可能会揭开太阳系内其他星体上生命存在的神秘面纱。

构想图展示了木卫二表面的双脊是如何在冰层内重新冻结的浅水区上形成的。这个机制是基于对地球格陵兰冰原上发现的一个类似的双脊特征的研究。

总结：

其实，外太空的探索一直是人类最高水平的表现，宇宙之大只能让人更加谦卑！

当你觉得烦恼的时候，仰望星空，你会觉得其实没有什么。

人，生于宇宙，亡于宇宙，看向星空，就是时刻感受回归的感觉！

好，今天就先这样啦~

科学羊🐏  2024/01/05

祝幸福~

参考文献：

[1]. Life on Jupiter’s Moon? NASA’s Webb Finds Carbon Source on Surface of Europa (scitechdaily.com)

[2].https://www.dedao.cn/course/article?id=RQLYWyjMZoa0J1venrXp4wvzDbO26B

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