科学家测量地外海洋的冰点以帮助寻找外星生命

2022年05月23日 21:59 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

美国华盛顿大学和加州大学伯克利分校研究人员进行了实验,测量了液态水在地外冰雪世界存在的物理极限。这种地质学和工程学的结合是为了帮助寻找外星生命和机器人探索其他行星卫星上的海洋。该结果最近发表在《细胞报告物理科学》杂志上。

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这项研究结果表明,在其他行星卫星深海中发现的冷、咸、高压液体可以保持液态,其温度比在较低的压力下要低得多。这扩大了冰冷卫星上可能栖息地的范围,并将使研究人员能够确定应该在哪里寻找生物特征或生命迹象。

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木星和土星的冰冷卫星,包括欧罗巴、木卫二和土卫六是我们太阳系内承载地外生命的主要候选者。这些结冰的卫星被认为蕴藏着巨大的液体海洋,其体积是地球上海洋的几十倍。地球与这些世界相比是非常干燥的。

这些卫星上的海洋可能包含各种类型的盐分,预计范围从木卫二的约100英里(160公里)深到土卫二的400多英里(640公里)深。我们知道水支持生命,但是这些卫星上的海洋的主要部分可能在零摄氏度以下,压力比地球上经历的任何东西都要高。研究人员需要知道一个海洋在完全冻结之前能有多冷,包括在其最深的深渊中。

这项研究的重点是共晶物,或者说咸水溶液在完全冻结之前可以保持液体的最低温度。盐和水就是一个例子,咸水在低于纯水的冰点温度下保持液态,这也是人们在冬季向道路上撒盐以避免形成冰的原因之一。实验使用了加州大学伯克利分校的设备,这些设备原本是为未来医疗应用的器官冷冻保存和食品储存而设计的。然而,在这项研究中,作者用它来模拟被认为存在于其他行星的卫星上的条件。

研究人员在高达3000倍大气压,或300兆帕的压力下测试五种不同盐类的溶液,这里的压力大约是地球最深海沟压力的三倍。知道咸水在高压下保持液体状态的最低温度对于理解地外生命如何在这些冰洋世界的深海中存在和繁衍是不可或缺的。

美国宇航局的蜻蜓任务小组将于2027年向土星最大的卫星土卫六发送一个旋翼机。美国宇航局还在领导2024年的欧罗巴Clipper任务,以探索围绕木星运行的众多卫星之一的欧罗巴。同时,欧洲航天局将于2023年派遣其JUICE航天器,即木星冰雪卫星探测器,探索木星最大的三颗卫星,包括加尼美德、卡利斯托和欧罗巴。

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