我们第一次发现它们是在 12 年前。 水蒸气喷射穿过南极的冰裂缝射向太空土卫二,一轮冷月绕轨道运行。
那是在 2005 年——比 NASA 早得多科学牺牲——但探测器检测到的热液喷雾从未得到充分解释。 现在,我们可能有了答案,这让我们燃起了有一天在土卫二上找到生命的希望。
“土卫二从哪里获得持续活跃的力量一直是个谜。”天体生物学家盖尔·乔布莱特说来自法国南特大学。
“但是我们现在已经更详细地考虑了其岩石核心可以在产生必要的能量方面发挥关键作用。”
科学家认为,从土卫二冰冷的外表喷出的羽流来自于广阔的全球海洋月球冰壳下面的咸水。
据估计,这个贝壳的平均厚度可达 25 公里(15.5 英里),在产生热液喷雾的南极地区周围厚度薄至 1 公里。
卡西尼号探测到的羽流中的微小矿物质碎片表明,喷雾中的盐和硅尘是由热水形成的达到90°C左右(194°F) 与土卫二岩石核心的岩石相互作用。
但要发生这种相互作用,核心内必须有空间让水共存——它必须是多孔的,甚至可能是糊状的。
Choblet 向 Leah Crane 解释说:“无论地核的岩石成分是什么,它内部都必须含有水。”新科学家,“也许 20% 或 30% 的水。”
在新的模拟中,研究小组发现,由于液体在岩石碎片之间循环和滑动时产生的摩擦,月球土星椭圆轨道产生的潮汐运动可能会加热土卫二核心内的水。
随着水温升高(达到 90°C,根据下图中的橙色部分),它会通过多孔核心上升,以上升羽流的形式将热量传递到全球海洋,其中一些最终会融化土卫二的冰核——最终通过释放到太空的冰冷喷流逃逸:
(NASA/JPL-Caltech/空间科学研究所/LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers/ESA)
研究人员在他们的论文中写道:“潮汐加热的可渗透核心中的水输送会导致温度超过 363 K 的狭窄热上升流。”纸,“其特点是海底有强大的(1-5吉瓦)热点,特别是在南极。”
研究小组假设,这种现象产生的热量和能量会将羽流从月球极地地区排出——这解释了为什么那里受热的冰壳更薄——并最终可能帮助加热海洋数十亿年。
先前的研究土卫二上的研究表明,这些羽流可能是由月球核心岩石的放射性衰变提供动力的。
但如果是这样的话,这个过程可能只提供了数百万年的热量——这可能不足以让生命进化并在埋藏在土卫二冰冻面具下的温带海洋中扎根。
但在更长的时间范围内——长达数十亿年——生命有可能找到一种方法来充分利用这样的机会。
开放大学的行星科学家 Monica Grady 表示:“温暖的全球海洋,寿命长达数十亿年,将是生命诞生的好地方——地球上的生命从微生物进化到哺乳动物只需要大约 6.4 亿年的时间。”英国的一位没有参与这项研究的人写道:对话。
“但不幸的是,土卫二本身可能相当年轻:最近的一篇论文提出,月球可能只在大约 1 亿年前形成——对于生命的诞生来说,这个时间间隔足够长吗?”
这是一个非常有趣的问题。
研究结果报告于自然天文学。