木星的卫星上有生命吗?

寻找地外生命的方式多种多样。火星，我们的邻居，看起来曾经适合居住。也许也是金星，尽管它现在的环境很糟糕。但近年来，科学家们的目光转向了别处。那么木星的卫星呢?

木星四颗最大的卫星中有三颗是冰的，1998年，美国宇航局的伽利略号宇宙飞船探测到木卫二下面有海洋的诱人迹象。从那以后，进一步的研究发现了可能从这片海洋喷发出水柱的迹象。

另外两颗巨大的冰卫星，木卫三和木卫四，也被认为表面下有海洋。现在，新的问题出现了:如果这些卫星上有水，是否有生命存在?我们能找到它吗?

为了帮助回答这个问题，欧洲航天局计划在2022年向木星发射一艘航天器，名为木星冰卫星探测器(JUICE)。按计划，它将于2029年抵达，在2032年至2034年进入木卫三轨道之前，它将多次飞越木卫二和木卫四，这是第一艘绕月球以外的卫星运行的航天器。在此期间，它将向地球传回宝贵的数据。

然而，在它到达那里之前，科学家们已经在忙着研究这些卫星是否适合居住的迹象，并为该任务将返回的数据做准备。

被困

这些卫星下的海洋可能很大，覆盖了整个卫星的周长，深度达数十公里。但它们也被困在数十公里的冰层下，这使得对它们的研究变得非常困难。

到目前为止，我们最好的方法之一是通过研究卫星周围的磁场来寻找海洋中盐对其导电性的影响。但德国科隆大学(University of Cologne)的行星科学家约阿希姆•索尔(Joachim Saur)教授说，这些研究基本上忽略了产生磁场的所有其他影响，比如卫星周围稀薄的大气层。“弄清真正来自海洋的影响非常重要。”

索尔教授是外海洋项目的协调员，该项目希望能回答这个问题。该项目使用了1995年至2003年在木星系统轨道上运行的美国宇航局伽利略号宇宙飞船的模型和数据，以及目前在木星上的美国宇航局朱诺号宇宙飞船的测量结果，以及哈勃等望远镜的远程观测结果，来研究这些海洋。

索尔教授说，我们的研究结果不会推翻木卫二和木卫三上存在海洋的观点，不过他指出，他们可能会质疑木卫四上是否存在海洋。但人们希望它们能提供更好的信息，比如海洋的厚度、含盐量以及与上面冰盖的距离。

所有这些都对卫星的可居住性有着重要的影响。为了能够支持生命，人们认为海洋需要与底部的岩石接触，这样生命才能有“食物”来源，目前只有木卫二被认为符合这一条件。

索尔说，木卫二是适宜居住的最佳候选者之一，因为液态水与硅酸盐地幔直接接触。“所以地壳中的矿物质有可能被浸出进入海洋。它的化合物越丰富，就越有利于生命的进化。”

但在JUICE到来之前，我们能做的只有这么多。一旦它这样做了，它的磁力计仪器将提供卫星磁场的有用测量数据，为我们提供关于下面海洋的重要数据。索尔说，这将使我们能够分离出所有不同的影响。

辐射

另一个关于卫星可居住性的重要因素是来自木星的辐射有多少。木星产生了大量的破坏性辐射，以至于它可以伤害太近的航天器。

研究这个问题的一种方法是观察卫星上的极光，当木星的带电粒子撞击它们周围的磁场时就会产生极光。例如，欧罗巴有一个恒定的极光，可以在哈勃望远镜的紫外线图像中观察到。

来自瑞典斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的行星天文学家和物理学家洛伦兹·罗斯博士说:“这与月球如何暴露在这种辐射中有关，因为辐射中的带电粒子产生了极光。”“所以这是一种测量辐射量的方法。”

罗斯博士参与了AuroraMHD项目，该项目试图利用对木卫二和木星的火山活跃卫星木卫一的一些极光观测来了解更多关于它们的信息。虽然该项目受到Covid-19大流行的阻碍，但它确实提供了一些有用的数据。

特别是，它帮助确认了木卫二上存在水柱，并研究了它们如何与大气相互作用。希望这项工作可以在JUICE的基础上进一步研究木星冰冷卫星的可居住性。

罗斯博士说:“可居住性和生命的问题总是徘徊在背景中。”“从各个方面来看，包括大小，木星的大型卫星都像行星:它们与水星相似或更大，其中一颗有磁场，它们有大气层，它们有海洋(等等)。”

“木卫二更有希望(因为它的)水很可能直接与海底的岩石物质相连，这使得一些反应能够发生。”

JUICE将配备自己的紫外线仪器，可以更详细地研究卫星的极光，帮助科学家弄清楚木星的辐射如何影响它们存在生命的机会。罗斯博士说:“一旦JUICE进入轨道，我们将获得大量信息。”“它可以连续测量卫星周围的磁场。”

潜在的可居住性

JUICE本身并不能明确地告诉我们木星的卫星上是否有生命。但它的数据，以及NASA的木卫二快船(Europa Clipper)任务将在同一时间抵达木星系统，研究木卫二，可以提供有关木卫二潜在可居住性的有用信息。

就像最初的火星任务评估其可居住性一样，在后来的任务——比如美国宇航局最近登陆的毅力号探测器——被派去寻找生命之前，对木星的卫星也可能进行类似的研究。

索尔说，虽然JUICE和木卫二快船(Europa Clipper)甚至还没有发射，但人们已经在讨论下一步可能会做什么，比如使用钻头进入冰层并对这些海洋进行取样。他说，关于下一步可能采取的措施，已经有相关工作在同时进行。