新浪科技訊 北京時間10月12日消息，當人類冒險登上木衛(wèi)二（歐羅巴）或土衛(wèi)六（泰坦），深入觀察它們冰凍的表面之下時，我們可能會在那里發(fā)現(xiàn)新的生命形式嗎？近年來的發(fā)現(xiàn)使天體生物學家認為，木星和土星的一些衛(wèi)星是太陽系中最有希望存在外星生命的地方。目前幾個主要的太空任務(wù)正在計劃在未來十年內(nèi)前往那里，尋找可能的生命跡象。

　　與地球鄰近的行星不同，木星和土星的一些衛(wèi)星上存在大量的液態(tài)水。例如，科學家認為木衛(wèi)二含有的液態(tài)水比地球上所有海洋加起來還要多。這片水域，以及其中的任何生命，都被一層厚達數(shù)千米的表面冰層保護著，免受太空輻射和小行星撞擊。

　　在土衛(wèi)二（恩克拉多斯）和木衛(wèi)二，探測器都拍攝到了水汽的羽狀噴流，這意味著兩顆星球的內(nèi)部可能較為溫暖，能夠支持液態(tài)海洋的存在。它們的熱源并非太陽，而是來自一個“內(nèi)部發(fā)電機”，可能是核心發(fā)生放射性衰變的結(jié)果，也可能是其在行星軌道上受到潮汐力作用加熱而產(chǎn)生的。

　　目前有證據(jù)表明存在海洋的太陽系衛(wèi)星，包括木衛(wèi)二、土衛(wèi)二、木衛(wèi)四（卡利斯托）和木衛(wèi)三（蓋尼米德）。今年6月發(fā)表的一項研究估計，土衛(wèi)二海洋大約有10億年的歷史。其他研究則認為其歷史可能有數(shù)十億年，有足夠的時間讓生命演化。

　　研究者認為這些海洋是咸的，含有氯化鈉，就像地球上的海洋一樣，這對存在類地生命的前景而言是另一個利好。

　　此外，在液態(tài)水和海洋下面的巖石地幔之間，很可能存在一個界面�？茖W家認為，類似的界面為地球上生命起源提供了某些化學物質(zhì)的關(guān)鍵成分。例如，美國國家航空航天局的卡西尼號探測到土衛(wèi)二的羽狀水汽噴流中含有某些分子，暗示著其海底很可能存在熱液噴口。

　　地球的深海中也存在類似的熱液噴口。在那里，巖漿與鹽水相遇，提供了熱量、化學物質(zhì)和基底物質(zhì)，有助于形成一些地球生命最初演化時所需的復雜化學物質(zhì)。在地球海洋的深處，幾乎沒有陽光，就像木星和土星多顆衛(wèi)星的海洋一樣。但這并不意味著沒有生命。事實上，在地球上，這樣的熱液噴口充滿了生機。

　　大約20年前，英國廣播公司（BBC）的紀錄片《外星人的自然史》（Natural History of an Alien）指出，木衛(wèi)二海洋中的整個生態(tài)系統(tǒng)可能以深海熱泉為基礎(chǔ)。一組科學家提出，細菌將形成食物鏈的底層，利用化學合成方式從熱液噴口中獲取能量，并在海床上方數(shù)千米處堆積出高高的沉淀物管道。

　　其他生物，比如像魚一樣的食草動物，會刺穿這些管子，吸入大量的細菌作為食物。它們將具有很強的領(lǐng)地意識，會抵御競爭對手，并保衛(wèi)自己的牧場。反過來，它們也會被鯊魚一樣的動物捕食，這些捕食者的身體呈流線型，速度很快，能利用回聲定位來發(fā)現(xiàn)獵物。

　　這種對生命形式的猜測比大多數(shù)科學家預(yù)期的要高級得多。哈佛大學地球和行星科學教授安德魯表示，即使在地球上，90%左右的歷史中，唯一存在的生命就只有微生物。因此，如果其他星球存在生命，那很可能就是微生物，而在木衛(wèi)二或土衛(wèi)二這樣的地方，微生物將不得不完全依靠化學合成來獲得能量，因此可能只維持很小的生物量。

　　哈佛大學“生命起源計劃”（Origins of Life Initiative）的主任、天文學教授迪米塔爾表示，存在這樣一個生態(tài)系統(tǒng)的可能性仍然是有的。該計劃是一個支持多學科研究的中心，旨在發(fā)現(xiàn)宇宙中是否存在豐富的生命。僅僅因為木衛(wèi)二的海洋寒冷且缺乏能量，并不意味著那里就不能演化出較小規(guī)模的復雜生態(tài)系統(tǒng)。

　　“猜測很有意思，”薩賽羅夫說，“我的直覺是，在那里有很多可能的演化革新空間。在那里，可能會出現(xiàn)一些很小，但具有掠食性的東西，它將是一個多細胞生物，而不僅僅是單細胞。”

　　我們計劃訪問的另一顆衛(wèi)星就呈現(xiàn)出完全不同的景象。

　　土衛(wèi)六，又稱泰坦，是土星衛(wèi)星中最大的一顆，也是太陽系第二大的衛(wèi)星。同時，它還是地球之外已知的唯一表面具有穩(wěn)定液體的星球。2005年，卡西尼-惠更斯號任務(wù)的惠更斯號探測器在土衛(wèi)六著陸，傳回了類似地球的地貌圖片，顯示其表面存在河床和海洋。

　　但是，土衛(wèi)六的云、雨和海洋都不是由水組成，而是由液態(tài)甲烷和乙烷組成的，二者都是地球上天然氣的組成部分。任何存在于土衛(wèi)六表面的水都會凝固成巖石和山脈，因為其表面溫度在零下180攝氏度左右。

　　這意味著，盡管土衛(wèi)六的景觀看起來很像地球，但實際情況卻完全不同。如果有生命存在，它將依賴甲烷，而不是水，而且將是我們不知道的奇異生命——真正的“外星人”。

　　薩賽羅夫表示，土衛(wèi)六上有可能存在生命，并且有理論依據(jù)，但這些生命具有“完全不同的、獨立的生物化學”。薩賽羅夫的長期目標是弄清楚是否存在另一種生物化學形式，以及如何在實驗室中創(chuàng)造出這種生物化學。

　　地球上的生命依賴于磷脂質(zhì)構(gòu)成的細胞膜。磷脂為兩性分子，一端為親水的含氮或磷的頭，另一端則為疏水的長烴基鏈。這些分子鏈相互結(jié)合，在水中形成一層柔性膜。

　　以甲烷為基礎(chǔ)的生命則需要另一種方式來形成細胞。2015年，由化學工程師保利特·克蘭西（Paulette Clancy）領(lǐng)導的康奈爾大學研究小組發(fā)現(xiàn)，由氮、碳和氫組成的小分子可以形成適合土衛(wèi)六生存條件的細胞。

　　從那時起，美國國家航空航天局的研究人員已經(jīng)證實，土衛(wèi)六的大氣層中存在乙烯基氰化物，這種有機化合物可以提供類似的細胞膜。因此，至少在理論上，土衛(wèi)六巨大的甲烷海洋中可能存在著能夠組成生命的細胞，而這些生命與地球生命截然不同。

　　“在某些方面，我們在地球上看到的只是一個偶然事件，” 美國亞利桑那州立大學的天體生物學家特蕾莎·費舍爾（Theresa Fisher）說，“我們可以在其他世界的生命中看到大量潛在的多樣性”。

　　“可能會出現(xiàn)許多新奇的、非常多樣化的生物體，占據(jù)了一系列新的生態(tài)位，”加州大學戴維斯分校的人類學榮譽教授薩拉·布拉弗爾·赫迪（Sarah Blaffer Hrdy）補充道，“假設(shè)這些生物中的任何一種演化到像鯨目動物，或大象那樣具有社會性、智慧和溝通能力，以及像黑猩猩或猩猩那樣善于操縱工具，既靈巧和聰明，那它們最終將可以演化出更復雜的技術(shù)和文化能力。”

　　美國賓夕法尼亞大學的古生物學家勞倫·薩蘭（Lauren Sallan）認為，外星生命將以微生物的形式存在，而成為微生物的方式非常多。她還指出，就多細胞外星生物而言，情況可能會變得更加復雜。“我們會認識到，它們在做同樣的事情，因為一切都集中在吸收能源或攝食其他東西來獲取能源上，”她說，“但它們這么做的方式將是相當難以預(yù)測的。”

　　哈佛大學天文學教授大衛(wèi)·夏邦諾（David Charbonneau）說：“我們真的不知道生命的極限是什么。”他指出，這也正是我們需要發(fā)射更多的探測器去探訪這些衛(wèi)星的原因。

　　好消息是，人類正計劃這么做。

　　美國國家航空航天局今年夏天宣布，其蜻蜓號計劃將于2026年發(fā)射，并于2034年到達土衛(wèi)六。蜻蜓號將放出一架類似無人機的飛行器，著陸土衛(wèi)六表面，探索數(shù)十個地點，并尋找生命跡象。

　　有趣的是，科學家還認為土衛(wèi)六的冰冷外層下還有一個液態(tài)水海洋，這意味著，除了以液態(tài)甲烷為基礎(chǔ)的奇異表面生命外，土衛(wèi)六的表面下可能還存在更多類似地球的生命。

　　在同一個星球上存在不同類型生命也許并不是土衛(wèi)六的專利，木衛(wèi)三同樣有這種可能性。一些科學家認為，這顆衛(wèi)星擁有數(shù)層不同的海洋，由不同類型的冰隔開，這些冰在不同的深度和壓力下形成。如果是這樣的話，從理論上講，每一層海洋都可以容納不同的生命形式，以適應(yīng)當?shù)氐那闆r。

　　木衛(wèi)三將于2022年接受歐洲空間局的“木星冰月探測器”（JUICE）任務(wù)的訪問。該任務(wù)還將訪問木星的另外兩顆衛(wèi)星——木衛(wèi)二和木衛(wèi)四，研究的宜居性，并尋找生命的跡象。

　　與此同時，美國國家航空航天局的“木衛(wèi)二飛越任務(wù)”（Europa Clipper）計劃繞木星軌道運行，并多次飛越木衛(wèi)二，以考察它是否具備適合生命生存的條件。該任務(wù)的發(fā)射時間預(yù)計為2023年。美國國家航空航天局也在討論最早在2025年向木衛(wèi)二發(fā)射著陸器的可能性。

　　此外，美國國家航空航天局支持的一項私人計劃還將前往土衛(wèi)二尋找生命，如果該計劃在今年晚些時候獲得批準，將有望在2025年啟動。

　　然而，要真正弄清楚這些外星海洋中可能存在什么生命，我們還需要派遣一艘潛水器，這將是一項棘手的任務(wù)，因為這樣一艘潛水器必須鉆過幾千米厚的冰層才能到達液態(tài)海洋。美國國家航空航天局正在資助一些相關(guān)的理論研究。

　　2018年在華盛頓舉行的美國地球物理聯(lián)盟（American Geophysical Union）會議上，伊利諾伊大學和美國國家航空航天局的科學家們提出了一個概念，那就是用核動力“隧道機器人”（tunnelbot）在木衛(wèi)二上尋找生命。他們的機器人會在穿越冰層和水體時采樣，通過光纜將信息傳回表面。

　　但是，如果那里確實存在外星生命形式，那我們可能很難發(fā)現(xiàn)它們。也有可能，那里根本沒有生命。

　　在遙遠的未來，大約50億年后，當太陽耗盡氫燃料，并開始膨脹為一個紅巨星的時候，它在最終死亡之前將融化這些衛(wèi)星上的冰層，使它們變得更像地球。到時候，它們的表面應(yīng)該有液態(tài)水，氣候也會更溫和，這或許會為那里的生命演化提供可能——或者至少能為逃離焦土的地球難民提供避難所。（任天）