聊起太陽系里最有可能藏著外星生命的地方,很多人第一反應是火星。
可要真論起概率,火星那點稀薄干燥的大氣,還真不如木星身邊的一顆小小衛星靠譜。
這顆衛星叫木衛二,也叫歐羅巴(Europa)。有科學家甚至放話說,冰殼底下的海洋里,"幾乎肯定"存在類似章魚那樣的復雜生命。聽起來像科幻片對吧?但這個猜測,其實是有一套硬邦邦的天文學依據撐著的。
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先說說木衛二的老板——木星。木星是太陽系所有行星里的老大哥,晚上抬頭,除了月亮和金星,第三亮的往往就是它。古人早就注意到了這顆又大又亮的家伙。
傳說戰國時期,我國天文學家甘德只憑肉眼就發現了木星的一顆衛星,比伽利略用望遠鏡觀測早了將近兩千年,簡直不可思議——雖然這事到現在也沒被學界公認。
木星最早在中國也不叫木星,叫"歲星",后來司馬遷結合五行的說法才把它命名為木星。
西方那邊則是用神話來命名,木星的英文Jupiter,是羅馬神話里的眾神之王朱庇特,地位相當于希臘神話的宙斯——可別跟那個背著弓箭的小愛神丘比特搞混了。木星是典型的氣態巨行星,主要成分是氫,其次是氦。
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它的"表面"其實沒法明確劃出一條線來,內部大概是個固態巖石核,外面裹著一層液態金屬氫,再往外可能是超流體狀態的氫,最外面是氣態氫和厚厚的云層。氣態和液態之間也沒有明確邊界,全看溫度和壓力怎么變。
木星最出名的門面擔當,就是那個大紅斑——一個直徑差不多相當于兩個地球的超大反氣旋風暴。它已經穩定存在兩三百年了,再存在幾百年也不成問題,甚至可能是"永久性巨風"。
木星的磁場強度是地球的14倍,是太陽系里除了太陽黑子之外最強的磁場源,估計是內部液態金屬氫產生的渦流搞出來的。有意思的是,這些氣態巨行星從成分到結構,各方面都跟太陽挺像,尤其是木星。
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近年來還有研究發現,木星自己能發出微弱的光,亮度還在慢慢增大,因為它內部一直在產生并向外散發能量,散發的能量幾乎等同于它接收到的太陽能量。所以坊間就傳出一種說法:等太陽進入演化末期,木星會不會接過接力棒,成為太陽系新的恒星?
答案是——想得美。木星差的最關鍵那一項,是質量。
太陽在整個宇宙的恒星家族里已經算個小弟弟了,而木星的質量只有太陽的千分之一。
按現在的恒星形成理論,要點燃核聚變、成為哪怕最小的紅矮星,至少也得達到太陽質量的十分之一。而且木星幾乎已經頂到行星結構和演化的最大半徑了,再大質量繼續增加,反而會因為引力塌陷開始收縮。
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事實上木星現在就一直在縮,大概每年縮兩厘米。木星雖然大,轉得卻飛快,比土星還快,是太陽系里自轉最快的行星,轉一圈不到10個小時。
所以它跟土星一樣,是個赤道隆起的扁球體。它也有環,只不過比較暗,主要是一些塵埃和碎石。
其中主環的成因還挺特殊,可能來自某些衛星噴發出來的物質——這些物質本來該落回衛星,可木星引力太猛,直接給薅過來了,慢慢就繞著木星形成了環的一部分。
引力大也帶來一個副作用:木星成了太陽系里最容易挨撞的行星,外號"太陽系吸塵器"。
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有人說我們真該感謝木星,正因為有它擋在外面,水星、金星、地球、火星這些內行星才免受不少小行星和彗星的傷害。
不過學界對此也有爭議,電腦模擬顯示,木星的引力雖然能吸走或者彈開一部分彗星,但并沒有真正減少進入內太陽系的彗星數量。
這個"守門員"到底稱不稱職,還兩說著。
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木星擁有太陽系里數量最多的天然衛星,目前已發現79顆。
最早被人類看到的是四顆最亮的,也就是伽利略當年用望遠鏡發現的伽利略衛星:木衛一、木衛二、木衛三、木衛四。其中木衛一Io個頭跟月球差不多,表面有400座活火山,主要由硅酸鹽和鐵構成,表面覆蓋著硫磺和二氧化硫,樣子有點像內地行星,可惜幾乎沒水。
而另外三顆都有水,尤其是我們今天的主角——木衛二歐羅巴。木衛二的表面溫度極低,最高也就零下163度,所以到處是冰。
它有一層稀薄的大氣,主要成分是氧氣,來源大概率是帶電粒子和紫外線擊打冰殼,把水分子劈開釋放出來的。真正讓科學家兩眼放光的,是冰殼底下那片可能存在的液態海洋。
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2013年NASA公開確認,木衛二很可能存在冰下海洋,海水溫度約在零下26攝氏度,越靠近中心溫度越高——這已經比表面暖和太多了,對生命來說是個非常友善的信號。這層冰殼有多厚?
超過100千米,比地球的整個地殼還厚。而下面這片海洋的深度也在100公里以上,是地球最深海洋的10倍。
想象一下:一顆被凍得梆硬的球,冰殼里包著一整片比地球所有海加起來還深的液態水。更妙的是,木衛二表面還會噴"泉"——哈勃望遠鏡分別在1999年和2012年觀測到,水蒸氣羽流被從冰縫里噴射出去,最高能沖到200千米的高度。
這說明冰層不是死的,底下的水在動,能量在循環。有熱、有水、有氧,這三樣湊齊,人們就忍不住猜:冰下海洋里會不會有生命?
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最初的猜測比較保守,主流看法是那里可能存在類似地球深海熱泉旁邊的極端環境生物,大部分是單細胞的。但也有科學家把想象力放得更開——比如英國的一些天體生物學家就相當樂觀地表示,木衛二海洋里"幾乎肯定"有復雜生命存在,而它們的樣子,最可能像章魚。
為什么偏偏是章魚?這就得說說章魚這家伙到底有多神奇。
章魚有8條腿,別名八爪魚,每條腿上都是密密麻麻的吸盤。更離譜的是它的神經系統——一個中央大腦加8個"副處理器",每條腕足都自帶一套神經中樞,能各干各的活兒,還不打架。為了給這套復雜系統供能,章魚長了3顆心臟,把血液穩穩送到每一只腳的末梢。
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可以說,它是地球上少有的把"分布式計算"玩明白的生物。
關鍵在于,章魚和人類是完全不同的兩個演化支,在5億多年前就分道揚鑣了。
它的很多行為人類到現在都看不太懂,因為那壓根就是另一套智能邏輯。這就給了外星生命猜測一個非常有意思的類比:如果地球上和我們完全不同的演化路徑能產生章魚這種玩意兒,那木衛二冰下那片黑漆漆的海洋,會不會也演化出一批"外星章魚"?
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甚至有克蘇魯神話愛好者添油加醋地講,地球深海的某些章魚壽命能到100歲,說不定早就進化成智慧體了,只是人類探索深海太少沒發現——雖然章魚平均壽命短得可憐,大部分只有一到三年,很多種類繁殖一次就死。
當然,猜測歸猜測,要真拍板得靠探測器落地。這也是最難的一步。人類連地球上17千米厚的地殼都沒挖穿過,木衛二那100多千米厚的冰殼更是硬骨頭。
目前已經發射過的幾個探測器主要都是沖著木星去的,對這些衛星大多是路過時拍兩張照片。
真正專門針對木衛二的任務是NASA的"歐羅巴快船"(Europa Clipper)——它會圍繞木衛二反復飛掠,用雷達探測冰層厚度,用光譜儀分析表面成分,甚至有可能穿過那些水汽羽流,直接采樣冰下海洋的成分。
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原計劃最早在2023到2024年實施,實際上是在2024年成功發射的,預計要好幾年時間才能抵達木星系。但即便有了"快船",我們離真正登陸鉆冰、看到冰下海里那只"章魚",還遠得很。
要想把探測器送到冰殼下面,需要設計能夠鉆透幾十公里冰層的裝置,能耐極端低溫、能自主導航、能把信號傳回來——每一步都是當今工程能力的天花板。
所以短期內,我們能得到的大概還是"疑似"、"可能"、"幾乎肯定"這一類的說法,真正掀開那層冰蓋看一眼,得留給下一代甚至幾代人。
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