太阳系中最有希望存在外星生命的四个世界

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  • 在太阳系的所有行星中,目前只有地球已知能够维持生命。

  • 然而,科学家在对其他行星进行分析后,发现其中一些显示出维持生命的潜力,只是其方式或许是我们以前从未见过的。

  • 最有可能维持生命的行星包括火星、木卫二、土卫二 以及土卫六。

地球生物圈包含了我们所知的维持生命所需的全部已知要素。概括而言,这些要素包括:液态水、至少一种能量来源,以及一系列具有生物学用途的元素和分子。

但近期在金星云层中发现了可能具有生物成因的磷化氢,提醒我们太阳系的其他地方也可能存在其中至少部分要素。那么,其他最有希望孕育外星生命的地点又有哪些?

火星

火星是太阳系中与地球最为相似的世界之一。它的一个昼夜长24.5小时,极冠会随季节扩张和收缩,其表面还有大量地貌特征,这些特征是该行星历史上由水塑造而成的。

火星拥有极冠。Image: ESA & MPS for OSIRIS Team

探测到南极冰盖下的一个湖泊,以及火星大气中的甲烷(其含量随季节乃至一天中的时间而变化),使火星成为一个非常值得关注的生命候选地。甲烷意义重大,因为它可以由生物过程产生。但火星甲烷的实际来源尚不明确。

生命可能已在火星上立足,鉴于证据表明该行星曾经拥有更为良性的环境。如今,火星拥有非常稀薄、干燥的大气,其成分几乎全部为二氧化碳。这几乎无法抵御太阳辐射和宇宙辐射。如果火星地表之下仍保留了一些水储量,那么生命仍可能存在,这并非没有可能。

木卫二

木卫二由伽利略·伽利莱于1610年与木星其他三颗较大的卫星一同发现。它略小于地球的月球,以约67万公里的距离绕这颗气态巨行星运行,每3.5天绕行一周。木卫二受到木星与其他伽利略卫星的引力场持续挤压和拉伸,这一过程被称为潮汐挠曲。

人们认为,这颗卫星与地球一样是一个地质活跃的世界,因为强烈的潮汐挠曲使其岩质金属内部升温,并使其保持部分熔融状态。

木卫二冰封的表面对外星生命的寻找者而言是一个好兆头。Image: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

木卫二表面是一片广阔的水冰区域。许多科学家认为,冰冻表层之下存在一层液态水,即全球性海洋。由于挠曲产生的热量,这片海洋未能冻结,其深度可能超过100公里。

这一海洋的证据包括间歇泉从表面冰层的裂缝中喷出,还有一个微弱的磁场以及混乱地形,这些地形可能是由海洋下方涌动的洋流造成的变形。这层冰盖将地下海洋与太空的极端寒冷和真空隔开,同时也使其免受木星强烈辐射带的侵袭。

在这个海洋世界的底部,我们或许可以发现热液喷口以及海底火山。在地球上,此类地貌通常支撑着非常丰富多样的生态系统。

土卫二

与木卫二相似,土卫二是一颗被冰层覆盖的卫星,其地下存在一片液态水海洋。土卫二绕土星运行,科学家首次将其视为潜在宜居世界,是在一项意外发现之后:月球南极附近出现了巨大的间歇泉。

这些水柱从表面的大裂缝中逸出,并且由于土卫二的引力场较弱,它们被喷射到太空中。这些水柱是地下存在液态水储库的明确证据。

这些间歇泉中不仅探测到了水,还探测到一系列有机分子,以及至关重要的微小岩质硅酸盐颗粒。这些颗粒只有在地下海洋的水与岩质海底在至少90˚C的温度下发生物理接触时才可能存在。这是海底存在热液喷口的非常有力的证据,它们提供了生命所需的化学物质以及局部能量来源。

土卫六

土卫六是土星最大的卫星,也是太阳系中唯一拥有实质性大气层的卫星。它被厚厚的橙色烟霾所覆盖,其中含有复杂的有机分子,并以甲烷气象系统取代了水的作用,其中包括季节性降雨、干燥期以及由风形成的地表沙丘。

木卫二冰封的表面对外星生命的寻找者而言是一个好兆头。Image: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

大气层主要由氮气组成,氮是一种重要的化学元素,用于构建所有已知生命形式中的蛋白质。雷达观测探测到存在河流与湖泊,其中充满液态甲烷和乙烷,并可能存在冰火山,这类类火山地貌喷出的是液态水而非熔岩。这表明,土卫六与木卫二和土卫二一样,地下存在液态水储备。

由于距离太阳极为遥远,土卫六的表面温度低至-180˚C,过于寒冷,不适合液态水存在。然而,土卫六上丰富的可用化学物质引发了一种推测:生命形式(其化学构成可能与地球生物根本不同)可能存在于那里。

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