太陽系的海洋星球上存在生命嗎?
本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。
在太陽系的深處,太空探索的新時代正在發生。
在木衛二的厚厚冰層之下、在土衛二的蒸汽羽流中、以及在土衛六的甲烷湖裡,天體生物學家正在尋找外星生命的線索。
圖解 :木衛二背向行進方向的半球。右下角的白色區域為普維斯撞擊坑,深色區域是木衛二水冰表面礦物含量較高的區域。圖像顏色近似真色,於1996年9月7日由伽利略號拍攝。
之所以他們鎖定在以上的三個衛星,是因為它們每個都是「海洋星球」,即擁有液態的海洋環境——而液體是形成生命的基礎條件。除其它因素外,有機生物體必須要有能生長、繁殖和食物養活的環境。所有這些功能都源於複雜的分子——由更基本的成分組成。
圖解:卡西尼-惠更斯號拍攝到真實色彩的土衛六
水樣液體能夠使化合物保持懸浮,而非因重力的作用而下沉。使到它們能夠在三維空間中,作出頻繁的相互作用,並在合適的條件下,產生化學反應,從而產生生命的物質。僅僅是這點,並不足夠,我們熟悉的複雜而微小的生物分子對溫度很敏感——太熱或太冷,它們都不會結合。液態水還有另外的優點,就是溫度相對穩定,意味著液態水能夠將分子從巨大溫差中隔離。
圖解:卡西尼號所拍攝到的土衛二,影像接近真實色彩。
地球上,某些水生環境的特性,可能催生了數十億年前生命的出現。這個發現,令人急於求證太陽系其他部分,也有生命的可能,譬如這三個冰冷的衛星。
木衛二是木星的一個衛星,它或許是最令人感興趣的海洋星球。在比珠穆朗瑪峰的高度還厚的冰層底下,是個深達 100 公里的液態海洋。這讓天體生物學家相信這個隱藏著的海洋,可能孕育著生命。這就多虧了伽利略探測器,他們推斷液態海洋可能的含鹽量與地球上的某些湖泊相近。大部分現象還需更多的探索才能解開謎團。
圖解:伽利略號飛船拍攝到接近真實色彩的木衛二表面照片
就像木星一樣,土星的衛星也可能擁有適合生命的條件。例如土衛二是一個小小的冰球,小得可以放進去墨西哥灣。與木衛二相似,它也可在厚冰層之下有個海洋。但土衛二還有個間歇泉,經常向太空噴射水汽和微小冰粒。天體生物學家好奇,究竟噴泉是否與下方的海洋相連。他們希望發射一個探測器,以測試間歇泉的蒸汽羽流,是否在隱藏海洋中含有促成生命的物質。
圖解:1981年8月26日旅行者2號所拍攝的土衛二面對的半球,顯示出年輕地表。
水雖然是孕育生命最著名的物質,但水不一定是維持生物的唯一介質。以土星最大的衛星土衛六為例,它有厚厚的氮氣層,含有甲烷和許多其它有機分子。它的雲層凝結做成降雨,落到土衛六的表面上,形成充滿液態甲烷的湖泊和海洋。液態甲烷的特殊化學性質意味著它不太像水那樣能夠支持生命。但伴隨著甲烷雨,大量有機物也從天而降,這些甲烷液體可能可以支持不常見的生命形成。
圖解:土衛六的偽彩色照片,展現了土衛六表面細節和大氣狀況。卡西尼號空間探測器攝於2004年11月26日
所以什麼樣的條件能夠顯示出那些星球存在生命呢?天體生物學家推測,如果有生物的話,也是極微小的,相當於我們地球上的細菌。這就很難從遠處直接觀察到生命了,因此,天體生物學家需要尋求稱為「生物印記」的線索。那些可能是生物殘留下來的細胞、化石或礦物痕迹。若要找到任何生物印記,並非容易的事情。最大擔憂之一,就是我們要確保探測器要徹底消毒,否則,一不小心我們就讓地球上的細菌,污染了那些海洋星球,極可能摧毀了外星的生命。土衛六、土衛二和木衛二隻是眾多可探索的「海洋星球」之中的三個而已,還有在其他太陽系已知的幾個候選者,包括木星的衛星:木衛四和木衛三、海王星的海衛一,甚至是冥王星。
如果在我們小小的太陽系都有如此多的可能性存有生物,那在宇宙的其他部分,會存在哪樣我們無法想像的秘密呢?
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Carol Wang- Thomas Tam,Alnairr
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