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木卫二被认为适合居住,但可能缺氧

木卫二被认为适合居住,但可能缺氧

木星的卫星木卫二被认为在其明亮、冰冷的地壳下藏有一个咸海洋,使其成为太阳系中最适合居住的地方之一。

但我们所知的大多数生命都需要氧气。 欧洲外围国家是否具备这一能力仍是一个悬而未决的问题。

现在,天文学家已经确定了冰冷的卫星表面产生了多少分子,这可能是下面水的氧气来源。 使用美国宇航局朱诺号任务的数据, 结果周一发表在《自然天文学》杂志上的一项新研究表明,冰冻世界产生的氧气比一些天文学家所希望的要少。

“这低于我们预期的水平,”领导这项研究的普林斯顿大学等离子体物理学家贾米·萨莱 (Jami Szalay) 说。 他补充说,住房“并未完全禁止”。

在地球上,植物、浮游生物和细菌的光合作用将氧气输送到大气中。 但这一过程在欧洲的运作方式有所不同。 来自太空的带电粒子轰击月球的冰壳,将冰冻的水分解成氢和氧分子。

“冰壳就像欧洲的肺,”萨莱博士说。 “表面——保护其下方海洋免受有害辐射的表面——在某种程度上是在呼吸的。”

天文学家推测,这些氧气可能被输送到木卫二的水下世界。 如果是这样,它可能会与海底的火山物质混合,形成一种“最终可能导致生命形成的化学汤”,科罗拉多大学博尔德分校的行星科学家弗兰·巴格纳尔说。

朱诺号宇宙飞船于 2011 年发射,旨在探索木星厚厚的云层下面的东西,现在正在执行一项扩大的任务,探索木星的光环和卫星。 船上有一个名为 JADE 的仪器,是木星极光分布实验的缩写。 萨莱博士的团队研究了朱诺号飞越木卫二上的等离子体期间 JADE 收集的数据。

但他们并不是直接寻找氧气,而是计算氢气。 由于分子很轻,木卫二表面产生的所有氢都会漂浮到大气中。 氧气较重,更有可能被困在冰中或被困在冰中。

但这两种分子的来源相同:冷冻水的分解。

“因此,如果我们测量氢气,我们就可以直接确定产生了多少氧气,”萨莱博士说。

研究小组发现木卫二表面每秒产生约 13 至 40 磅的氧气。 每天超过 1000 吨,足以填满达拉斯牛仔队的足球场一年 100 次。

虽然之前的研究报道了高达 2,245 磅每秒的广泛变化范围,但这一结果表明该范围的上限不太可能。 但巴格纳尔博士认为,这并不一定会损害欧洲的宜居性。

“我们真的不知道形成生命需要多少氧气,”她说。 “因此,它低于之前的一些如意估计并不是什么大问题。”

波士顿大学行星科学家卡尔·施密特(Carl Schmidt)没有参与这项工作,他说,研究木卫二的大气层是“了解月球作为一个系统的一个重要拼图”。

但结果仅证实了冰中产生的氧气量。 这项研究没有揭示有多少分子流失到大气中,也没有揭示它如何渗透到冰层中,丰富下面的海洋。

换句话说,“我们仍然不知道与上涨相比下跌了多少,”施密特博士说。

朱诺号不会再近距离飞越全球水世界,但专门为研究木卫二而设计的下一代任务可能会找到更多答案。 ESA 的木星冰卫星探测器预计将于 2031 年抵达木星系统,旨在确认木卫二海洋的存在和大小。 和美国宇航局 欧洲快船计划于十月发射,它将研究月球的冰壳与下面的水如何相互作用。

目前,天文学家正忙于处理来自朱诺号的数据。 尽管飞越只持续了几分钟,但这是第一次直接测量木卫二大气层附近等离子体的成分。

“这只是冰山一角,”萨莱博士说。 “多年来,我们将通过这一次飞行挖掘来找到所有宝藏。”

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