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1700262966 图5—37 1979年7月9日,“旅行者2号”飞略木卫二时拍摄的照片。(图片来源:NASA)
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1700262968 岩石中放射性元素衰变放热和木星磁场加热都不足以释放如此多的热量。但我们很快发现,轨道共振带来的潮汐力就是那个答案。伽利略发现的四颗木星卫星都非常巨大,其中,木卫一、木卫二和木卫三在公转中形成了4∶2∶1的轨道共振,也就是木卫一公转4周的同时,木卫二公转2周,木卫三公转1周。这让它们的轨道不怎么圆,时而靠近木星,被强大的引力拉扁,时而远离木星,恢复原样III。木卫一距离木星最近,这种潮汐变化也最显著。地球海洋的高潮和低潮最大落差只有18米,但在木卫一那里,岩石的高低起伏竟能高达100多米,这巨大的能量让木卫一成了太阳系火山运动最活跃的星球,400余座大大小小的活火山用硫黄和硫化铁把整个星球涂成了金黄色。
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1700262970 木卫二距离木星远一些,没有在撕扯中爆发如此大规模的火山运动,但也同样足以获得巨额的能量收入,那冰层上错动的裂纹就是明证。它的海底也一定有丰富的构造运动——既有黑烟囱,也有白烟囱。
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1700262972 那么,在地球上造就了生命的那种“必然”,也会发生在木卫二上吗?
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1700262974 这恐怕就要设法调查一下木卫二的海洋里究竟有些什么物质,尤其是有没有复杂的有机物了。
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1700262976 对此,一种想法是直接发射一台核动力的钻机到木卫二上去,利用热量钻透整个冰层,然后释放一个水下机器人去探索那异星的深渊IV。显然,这个想法近乎疯狂,那背后涉及的技术难度和资金缺口恐怕这整整一代人都不能解决。
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1700262978 幸好,2014年,哈勃空间望远镜拍摄到木卫二上还有活跃的“水汽冰羽”活动,冰层下的水分会在南极附近顺着裂缝像刚开瓶的香槟一样喷薄而出,升腾起高达200千米。所以,只要派一艘探测器飞掠甚至着陆在那裂缝附近,就能知道木卫二的海洋中究竟有没有,或者有多少复杂的有机物了。
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1700262980 2017年,美国国家航天局宣布启动“欧罗巴快船”计划,预计在2024年发射一艘无人探测器前往木卫二,直接搜集那些冰羽中的成分数据。这是我们有生之年拭目以待的事情。
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1700262982 相比之下,土卫二就小得多,但它带给我们的希望却大得多。
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1700262984 土卫二的平均直径只有504千米左右,四川盆地都能放得下,但它与木卫二一样,也与其他卫星达成了轨道共振——它每公转1周,土卫四就公转2周。于是在它30千米厚的冰层下面,竟然有一个深达26千米到31千米的全球性的海洋V,那同样意味着储量惊人的海水。
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1700262986 土卫二的构造运动比木卫二更加活跃,南极地区甚至有一些年轻的蓝色的冰。而在全球的冰面上,还散布着数不清的“冰火山”,土卫二的海水和冰从这里喷涌而出,逃离土卫二那微弱的引力,散布在它的公转轨道上——土星那草帽似的光环可以细分成更多层同心环,其中的E环就是土卫二喷冰的产物。
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1700262991 图5—38 木卫二的海底很可能有着活跃的地质运动,那里的热液喷口很可能制造了种类丰富的有机物,并且随着水汽冰羽活动喷发到木卫二表面上来。(图片来源:NASA)
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1700262993 这些冰火山是2005年土星探测器“卡西尼号”首次飞掠土卫二时发现的,给我们带来了强烈的惊喜。在那之后的十余年里,卡西尼号飞掠土卫二许许多多次,甚至穿过了它的某些喷出物,还检测了E环的内容物,它的收获真的让我们喜出望外:我们发现它的喷出物中含有甲烷、丙烷、甲醛之类的有机物,还含有许多的氢气,而氢气正是碱性热液里的关键成分。所以,我们现在很有理由相信,土卫二的海洋里也有活跃的白烟囱VI。
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1700262995 显然,这给生命的起源带来了巨大的希望。于是,在2017年9月,为了避免“卡西尼号”上的地球细菌污染土卫二的海洋,干扰那里潜在的生命,它受命驶向土星,在那浓密的大气中焚毁了自己。但它发回地球的数据已经足够让全人类继续研究10年之久了。
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1700262997 果然,2018年,我们分析了土卫二喷出物的数据之后发现,其中竟然含有一些非常复杂的有机物,这些有机物由十几个碳原子组成,甚至还有氮和氧构成的官能团——即便最复杂的标准氨基酸也不过如此了。再考虑到有机物离开海洋的保护就会暴露在狂暴的宇宙射线中,这些有机物也很可能只是更复杂的有机物的碎片,而那些更复杂的有机物可能达到上千的原子量VII,这毫无疑问给坚信“地外生命”存在的研究者以极大的鼓舞。
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1700263002 图5—39 2005年3月9日,“卡西尼号”拍摄到的土卫二照片,南极附近可以看到大量的蓝色冰纹,一般认为那是比较年轻的冰。(来自NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M. Gill)
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1700263004 是的,我们再也无法回到40亿年前观察生命的起源,但我们可以根据生命起源的假说在无限的宇宙中搜寻适合酝酿生命的天体,在那里真实地检验自己的认知。像太阳这样明媚而温和的恒星在银河系里数不胜数,它们周围的岩石行星就更加多见了。根据开普勒空间望远镜的观测数据,银河系内有多达400亿颗岩石行星的表面可能存在着液态水,其中110亿颗围绕着类似太阳的恒星公转。VIII比如格利泽832c距离我们仅仅16光年,它就是一颗质量达到地球5.4倍的岩石行星。有了这样大的质量,它可以比地球维持更多的水分和更加浓密的大气,形成温暖而稳定的气候。IX甚至就在距离太阳系最近的恒星,4.2光年外的比邻星的周围,也有一颗编号“比邻星b”的岩石行星,它的质量是地球的1.27倍,表面温度很可能近似地球,非常有利于海洋形成。
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1700263006 在这个广袤而年轻的宇宙里,我们的探索才刚刚开始。
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1700263008 然而我们的探索如果一直都没有结果呢?如果光年的尺度太大,我们苦苦搜寻了一两百年都没有在地球之外找到生命存在的迹象,如果40亿年的光阴实在太长,生命起源的谜题永远也不能完全解开呢?我们这一切艰苦卓绝的探索,是否就没有了意义?
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1700263010 抑或,我们真的发现了地球之外的生命,也得到了生命起源的真相,可是,这个真相能像古老信仰一样,给人生赋予意义吗?或者说得更直白一些,如果没有神造万物,如果没有灵魂飞升,如果死亡就是生命的终结……如果一切永恒都不存在,我们的人生又有什么意义呢?
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1700263012 如果你认为人生的意义就是永恒,那就给人生赋予永恒。
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1700263014 用卓绝的探索与不懈的创造改变这个世界,为了自己热爱的事业释放所有的能量,能做事的做事,能发声的发声。有一分能量,就发一分光,不必等候未来的火把:如果此后没有火把,自己就是唯一的光;有了火把,甚至出了太阳,我们更要赞美这火把与太阳,要把自己的光芒也融进去。因为那光芒将劈开蒙昧的黑夜,在人类身上留下不可磨灭的痕迹,随着文明的延续而持存不息。这便是唯一真正的永恒,属于勇敢者的永恒,正是因为这些勇敢者,人类面对死亡的宿命却仍然敢于期冀永恒。
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