土衛二的海洋恰好在適合孕育生命的年齡
土星衛星之一的土衛二(Enceladus)的地下海洋在許多方面似乎都很適合居住,最近一項新的研究指出:它的年齡也恰好在適合讓生命生存的年齡。那麼,土衛二的地下海洋可能已經發展出生命了嗎?
土衛二不大,但在它的冰質地表之下有著全球性的液態水海洋,科學家以前就推測它黑暗的海洋深處是否有任何生物?卡西尼號太空船(Cassini)在飛掠土衛二過程中,探測到這個地下海洋很可能是類似地球的鹹水海洋,含有大量有機分子,且海洋底部很可能有如同地球海底火山或海底溫泉一樣的熱液活動(hydrothermal activity)。
所有這些都是「適居」的訊息,而現在美國太空總署哥達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)科學家馬克·奈符(Marc Neveu)等人又再增添一個土衛二海洋適居的證據:土衛二地下海洋估計目前大約十億歲,天文生物學家這是生命開始發展與演化的最理想年齡。如果這個海洋太年輕,就無法將不同的元素充分混合以產生生命基石;反之,如果海洋太老,則這些生命誕生演化所需的化學過程可能已經停止了。
奈符等人認為:這個海洋已經達到一個平衡狀態,也就是說:提供支持生命發展演化的化學反應應該不再發生了。這是因為,他們分析卡西尼號觀測資料後,建立了五十個不同的土衛二海洋模擬狀態。這個模擬包含了土星衛星們的軌道和土衛二內部岩石的放射性等細節,以及他們自己對土衛二年齡與何時形成的估計。
這些模擬中,其中有一個最佳模擬幾乎重建了已知的土衛二海洋狀況,也就是土衛二海洋約十億歲的這項模擬。可是,這只是「幾乎」,並沒有「完全」重現。所以奈符等人仍然謹慎以對,必須將鹽份的影響考慮進去,不然海洋可能已經重新凍結了。因此他們的下一步就是要改善模擬的模型,是海洋的年齡能估計得更精確一些。等到這些都確認了,才有實際去土衛二海洋尋找生命是否存在的可能。
其實,在土衛二冰殼下有海洋這件事震驚了所有行星科學家,因為土衛二很小,表面又很冷,通常來說這樣的天體並不會很活躍,通常是個岩石和冰的死寂世界。卡西尼號太空船在飛掠土衛二南極時發現這裡有冰噴泉從冰殼縫繫向太空噴出時形成的羽狀結構,經由分析噴出的水汽、冰粒、鹽、甲烷和各式各樣的複雜有機分子。科學家因而推論土衛二冰殼下方有含鹽的液態海洋。
卡西尼號也發現海洋底部正在發生熱液活動的證據,在其海床上有俗稱「熱點(hotspot)」的熱液噴口(hydrothermal vent)。熱點所在處能提供生物所需的熱和能量,否則的話,水溫過低,生物是無法生存下去的。在地球上也有類似的熱液噴口,其附近海域蘊養著各式各樣的生物,那麼,土衛二海床上的熱液噴口也是這樣嗎?有待2020年代,新的太空任務抵達土衛二實際探查,進一步研究,才會知道最終的答案。
【圖:美國太空總署;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】