NASA 的欧罗巴快船号上的一台新仪器可能足够灵敏，可以探测到来自土卫二和木卫二等冰冷卫星喷射出的任何生命迹象。多年来，科学家们在这两颗卫星的冰封表面下发现了水的证据。
欧罗巴快船号上的 SUrface Dust Analyzer (SUDA) 仪器，可以在欧罗巴和土卫二的羽流中成千上万的冰粒中，探测到最微弱的生物信号。“我们的研究结果让我们更有信心，在使用即将推出的仪器时，我们将能够探测到与地球上类似的生命形式，而我们越来越相信它们可能存在于拥有海洋的卫星上，”华盛顿大学的天体生物学家兼该研究的首席作者 Fabian Klenner 在一份新闻稿中表示。该研究的详细信息已发表在《科学进展》上。
揭开冰冷卫星的秘密
来自 JPL 和大气与空间物理实验室 (LASP) 的工程师们与 SUDA 仪器合影。（图片来源：NASA/JPL-Caltech）
NASA/JPL-Caltech
该团队通过向真空中输送水流，模拟 SUDA 如何在太空中探测任何生物信号，使其分解成水滴或蒸汽。然后，他们使用激光束和质谱仪来模拟仪器。该团队使用一种名为Sphingopyxisalaskensis的细菌来测试该仪器探测微小生物的能力。
“它们非常小，所以理论上，它们能够进入像土卫二或木卫二这样的海洋世界释放出的冰粒中，”Klenner 在新闻稿中说。使用这些工具，该团队发现 SUDA 可以在一小块冰中探测到细菌或其碎片。其分析单个冰粒的能力可能比探测包含数十亿个冰粒的大样本更有效，因为生物物质可能集中在较小的样本中。SUDA 的这项突破不仅展示了其令人期待的能力，也开启了我们太空探索时间线的新篇章。以下是我们达到这一点的历程回顾。
1972年：旅行者2号发现木卫二上有冻结的水
旅行者1号和2号任务以及伽利略号探测器拍摄的木卫二图像。（图片来源：NASA/JPL）
美国宇航局/喷气推进实验室
土卫二和木卫二因其观测到的水特征而成为科学研究的焦点。1972年，研究人员首次通过光谱观测发现木卫二表面覆盖着冻结的水。当 NASA 的旅行者2号探测器于1979年近距离飞过木卫二时，它拍摄了这颗卫星的图像，显示其表面异常光滑。
这些图像提供了一些线索，表明在其无特征的表面冰层出现了裂缝。90年代伽利略号探测器的进一步观测使得研究人员怀疑，在木卫二的冰封外壳下存在一个巨大的咸水海洋。该海洋深约40至100英里，是专家们怀疑地球以外可能存在生命的地方之一。
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2019年：哈勃太空望远镜发现木卫二上的水羽流
木卫二水羽流数据，来自伽利略号和旅行者号任务。（图片来源：NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center）
NASA/ESA/W. Sparks (STScI
木卫二的羽流是最近才被哈勃太空望远镜观测到，以及对伽利略号探测器数据的重新分析。在2019年，研究人员首次直接观测到了木卫二上的水羽流证据。这水，无论它是否像已退役的卡西尼号任务在土卫二上所做的那样被探测器探测，都可能揭示木卫二的海洋是否孕育着某种生命形式。
由于木卫二的海洋被厚厚的冰层覆盖，很难研究其内部。研究人员可以通过研究其羽流来解决这个问题。分析羽流可能是解决其地下海洋是否存在生命的关键。
2023年：詹姆斯·韦伯望远镜拍摄到土卫二的羽流
卡西尼号探测器于2010年拍摄了土卫二水羽流的图像。（图片来源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute）
NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
至于土卫二，就在去年，詹姆斯·韦伯望远镜 (JWST) 捕捉到了从这颗土星卫星喷射出的巨大羽流的迹象。这些蒸汽喷流长约6,000英里，大致相当于从马萨诸塞州波士顿到加利福尼亚州圣莫尼卡再返回的距离。
在 JWST 之前，卡西尼号探测器在土卫二南极附近发现了似乎散发着气体和冰屑羽流的裂缝。来自地球望远镜和其他太空探测器的其他证据表明，木卫二以与土星的土卫二类似的方式喷发水蒸气。但科学家们需要更多的观测来确定。
欧罗巴快船号任务：生命探索仍在继续
（图片来源：NASA/JPL-Caltech）
NASA/JPL-Caltech
NASA 的欧罗巴快船号任务定于2024年10月发射，将探索木卫二，以确定其表面下是否存在水海洋。如果木卫二表面下有海洋，潮汐会扭曲它。因此，探测器将在其 50次飞掠过程中测量月球表面的任何形变，并扫描整个月球。表面上发现的红色条纹或红色疤痕被认为是盐和硫与月球水冰混合后，被辐射烘烤形成的。
该团队推测，如果这些冰冷卫星的海洋中存在细菌，它们可能会像地球海洋中的细菌一样，聚集在海洋表面附近。当羽流喷射到太空中时，细胞物质会存在于羽流中的冰粒中，欧罗巴快船号随后可以收集到。“我们在此描述了一种合理的情景，说明细菌细胞理论上如何被包裹进由土卫二或木卫二的液态水形成的冰质材料中，然后被释放到太空中，”Klenner 在一份声明中说。
从土卫二和木卫二冰封表面下的水被发现，到 NASA 欧罗巴快船号上的尖端 SUDA 仪器，我们离回答那个古老的问题又近了一步：我们在宇宙中是孤单的吗？
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文章来源
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美国天文学会公报。对木卫二和土卫二这两个活跃的海洋世界进行的比较研究
Eureka Alert。来自地外卫星的单个冰粒可探测到生命迹象
《科学进展》。如何识别从土卫二或木卫二释放的单个冰粒中的细胞物质
Nasa.gov。木卫二：事实
Nasa.gov。NASA 科学家证实木卫二上有水蒸气
Nasa.gov。卡西尼号探测土卫二
Webbtelescope.org。韦伯望远镜绘制出土星卫星土卫二喷射出令人惊讶的大型羽流
Nasa.gov。为什么是木卫二
