新启示破灭了木星冰冷月球上外星生命的希望

木星冰冷的卫星欧罗巴长期以来一直被认为是太阳系中最宜居的世界之一。现在，朱诺号木星任务首次直接对其大气层进行了详细采样。

结果，发表于自然天文学，表明木卫二冰冷的表面产生的氧气比我们想象的要少。

有很多理由对在木卫二上发现微生物生命的可能性感到兴奋。伽利略任务的证据表明，月亮有一片海洋在其冰冷的表面下，含有大约两倍于地球海洋的水量。

此外，从木卫二数据得出的模型表明，其海底与岩石接触，使水-岩石的化学相互作用成为可能产生能量，使其成为生命的主要候选者。

与此同时，望远镜观测揭示了一个微弱的，富氧气氛.看起来也好像喷发的水柱间歇性地从海洋。并且有一些证据表明存在基本化学元素在地表——包括碳、氢、氮、氧、磷和硫——被地球上的生命使用。其中一些可能从大气和地表渗入水中。

木卫二及其海洋的加热部分归功于月球围绕木星的轨道，它产生潮汐力来加热原本寒冷的环境。

尽管木卫二拥有生命的三种基本成分——水、正确的化学元素和热源——但我们还不知道生命是否有足够的时间发展。

我们太阳系中的另一个主要候选者是火星这罗莎琳德·富兰克林火星车在2028年的目标。生命可能是从火星开始的与它在地球上同时发生，但后来可能由于气候变化.

第三位候选人是土星的卫星土卫二，卡西尼-惠更斯任务在那里发现了来自地下咸海的水柱，也与岩石接触在海底。

巨人是最接近第四名的亚军，浓厚的气氛有机化合物，包括碳氢化合物和托林，在高大气中诞生。然后这些漂浮到表面，用生命的成分涂上它。

缺氧

朱诺号任务拥有最好的带电粒子仪器到目前为止，发送到木星。它可以测量表面带电粒子的能量、方向和组成。土星和土卫六的类似仪器找到索林斯（一种有机物质）在那里。

但他们也测量了粒子，这些粒子暗示了土星卫星Rhea和Dione的大气层，以及土卫六和土卫二的大气层。

这些粒子被称为拾取离子.行星大气由中性粒子组成，但大气层的顶部在阳光下通过与其他粒子的碰撞而“电离”（意味着它失去电子），形成离子（失去电子的带电原子）和自由电子。

当等离子体 – 构成第四个的带电气体物质状态除了固体、液体和气体——流过新形成的离子的大气层之外，它还会用电场扰乱大气层，从而加速新离子——这是离子拾取过程的第一部分。

然后，这些拾取离子在行星磁场周围盘旋，通常从大气中消失，而一些离子撞击表面并被吸收。在38亿年前火星的磁场消失后，拾取过程已经清除了火星大气中的粒子。

欧罗巴也有取货流程。新的测量结果显示了从地表和大气中吸收分子氧和氢离子的迹象。其中一些从木卫二中逸出，而另一些则撞击冰冷的表面，增加了表面和表面下的氧气量。

这证实了氧和氢确实是木卫二大气的主要成分——这与远程观测一致。然而，测量结果表明，地表释放到大气中的氧气量仅为每秒约12公斤，处于早期估计的低端，从每秒约5公斤到1,100公斤。

这表明地表受到的侵蚀非常小。测量结果表明，这可能仅相当于每百万年木卫二表面的1.5厘米，这比我们想象的要少。因此，由于拾取过程，木卫二不断失去氧气，只有少量的额外氧气从表面释放出来补充氧气，最终回到表面。

那么，这对它承载生命的机会意味着什么呢？一些被困在地表的氧气可能会进入地下海洋，以滋养那里的任何生命。但根据该研究对整体氧气损失的估计，这应该低于之前估计的每秒0.3kg-300kg。

2022 年 9 月 29 日记录的这一比率是否正常还有待观察。也许它不能代表月球上的整体氧气。羽流的喷发、轨道位置和上游条件可能在某些时候分别增加和减少速率。

美国宇航局的欧罗巴快船任务，将于今年晚些时候发射，Juice任务将在木卫三轨道上两次飞越木卫二，将能够跟踪这些测量结果，并提供有关木卫二宜居性的更多信息。

安德鲁·科茨，物理学教授，穆拉德空间科学实验室副主任（太阳系），伦敦大学学院

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