木星的衛星發現了水蒸氣,這為生命的存在增加了神秘色彩

科學家首次在木衛二表面發現水蒸氣的存在。木衛二是40年前旅行者號探測器首次造訪的木星的冰質衛星。

這增加了先前發現的與木衛二上的生命潛力相關的其他因素的吸引力。研究結果發表在周一的《自然天文學》雜誌上。

研究小組使用位於夏威夷的W. M. Keck天文臺——世界上最大的望遠鏡之一——觀測木衛二，在2016年至2017年間共觀測了17個夜晚。在其中一個晚上，他們探測到了水蒸氣的信號。

據美國國家航空航天局稱，研究人員觀察到每秒有5202磅的水從木衛二釋放出來，這些水可以在幾分鐘內填滿一個奧運會標準大小的遊泳池。

「生命所需的三種基本化學元素和能源，在太陽系中到處都有。但是第三個——液態水——在地球之外有點難找到，」研究作者、美國宇航局行星科學家盧卡斯·帕格尼尼說。「雖然科學家們還沒有直接探測到液態水，但我們已經發現了下一個最好的東西:水蒸氣形式的水。」

但這樣的數據並不多見——至少在科學家試圖從地球上觀測的時候是這樣。

早在1977年，「航行者」號探測器就發現了木衛二上的長線條和黑點，而不是類似於其他衛星的坑坑坑窪的表面，研究表明木衛二上存在海洋的可能性。1996年，伽利略號宇宙飛船抵達歐羅巴，首次發現在另一顆行星上有海洋。

加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)空間物理學榮譽教授瑪格麗特·基維爾森(Margaret Kivelson)說，1997年，伽利略號在距木衛二表面不到93英裡(約合93公裡)的地方最近一次飛越木衛二時，收集到了科學家們不理解的木衛二磁場變化的信號。

去年，Kivelson和她的同事仔細研究了這些數據。他們意識到，在這次飛越中，伽利略號穿過了一股羽流——來自木衛二海洋的一股液體，穿透了月球的冰殼。該研究稱，這一偶然事件是迄今為止關於地幔柱的最好證據。

雖然伽利略號不知道它正在穿越羽狀物，也無法從羽狀物中收集材料，但即將進行的「木衛二快帆船」任務將能夠從羽狀物中收集樣本，前提是它能夠穿越羽狀物。這將使科學家們第一次看到木衛二海洋中通過冰殼噴湧而出的物質，並可能揭示木衛二的海洋是否適合居住。

正如帕格尼尼所指出的，我們所知道的生命的必要成分包括液態水、能源和化學物質，如碳、氫、氧、氮、硫和磷。木衛二和土星的衛星土衛二展示了它們海洋中生命的一些關鍵成分，這就是為什麼研究人員認為它們是在我們的太陽系中發現地球以外生命的最佳機會。

木衛二快船的儀器將能夠「嗅探」月球的大氣層，計劃進行40多次飛越。這次近距離飛行將在距木衛二表面不到228英裡的地方進行，而且在可以觀測到的羽流範圍之內，羽流可以到達離木衛二表面124到228英裡的地方。

「如果羽流存在，我們可以直接取樣來自木衛二內部的物質，那麼我們就可以更容易地確定木衛二是否有生命的成分，」木衛二快帆船項目的科學家羅伯特·帕帕拉多說。「這就是這次任務的目的。這是大局。」

木衛二一直是科學家們的首要任務，因為它是一個被冰層覆蓋的衛星，表面下是含鹽液體的海洋，它被認為是生命存在的理想地點之一。最近的一項研究發現今年早些時候木衛二上存在食鹽。

以19世紀流線型帆船命名的「木衛二快艇」(Europa Clipper)最早可能在2023年發射，但預定的發射時間是2025年。經過數年的旅程，它有望抵達木衛二。

「木衛二快船」將攜帶照相機和光譜儀來捕捉圖像並確定木衛二的成分。破冰雷達將測量覆蓋海洋的冰殼厚度，並幫助尋找據信存在的地下湖泊——很像地球上的南極。磁力儀可以測定木衛二磁場的強度和方向，從而了解海洋的深度和鹽度。