美国宇航局(NASA)近日宣布,其“朱诺号”探测器利用微波辐射计首次精准测得木卫二冰壳厚度约为29公里。这一发现终结了科学界关于木卫二冰壳“薄厚之争”的长期讨论,相关成果已发表于《自然·天文学》杂志。此前,科学家通过观测发现木卫二冰层下存在液态水海洋,且表面二氧化碳可能源自海洋内部,这些线索使“冰下是否存在外星生命”成为太空探索领域的焦点问题。
“朱诺号”探测器于2011年8月5日发射,2016年7月5日成功进入木星轨道,成为自2003年“伽利略号”任务结束后首颗绕木星运行的探测器。为测量木卫二冰壳厚度,探测器搭载的微波辐射计发挥了关键作用。与光学相机仅能观测表面不同,微波可穿透冰层,通过捕捉不同深度的温度和结构信号,实现“透视”效果。2022年9月29日,“朱诺号”在距离木卫二仅360公里的近飞过程中,扫描了半个卫星表面,收集到关键数据。科学家分析后指出,29公里厚度指外层寒冷坚硬的纯水冰,若冰壳内部存在温度稍高的对流层,总厚度可能更大;若含少量盐分,厚度则可能减少约4.8公里。数据还显示冰层近表面布满裂缝和孔隙,但这些结构深度仅数百英尺,难以与深海连通,相当于为冰下海洋加了一层“密不透风的保温瓶”。
尽管条件看似完美,科学界对木卫二是否存在生命仍存在争议。支持派认为,除三要素齐全外,木卫二的Manannán陨石坑中发现的“湖星”结构为冰下海洋与表面的物质交换提供了证据。这种星型裂纹与地球结冰池塘中的“湖星”相似,实验室模拟证实其由盐水从深海冒出后冻结形成。未来“欧罗巴快船”探测器(计划2024年发射,2030年抵达)可通过这些“盐水口袋”检测海洋物质,降低寻找生命的难度。曾有探测器在冰层下12公里处捕捉到梭形暗影和规律脉冲信号,引发对发光生物的猜测。反对派则指出,木卫二海床可能过于坚硬,缺乏活跃的地质断层、火山或海岭等构造地貌,而地球上这些地质活动是产生微生物必需营养物质的关键。若缺乏此类活动,木卫二深海可能成为“生命荒漠”。不过,研究人员也承认,木卫二在数十亿年前可能有更活跃的地质活动,不排除当时曾孕育过生命。
印度空间研究组织(ISRO)也在关注木卫二,其规划中的“木星系统任务”虽未直接探测木卫二,但计划通过观测木星磁场对其的影响,间接分析海洋环境。印度科学家认为,木卫二的化学循环系统可能比想象中更复杂,二氧化碳与过氧化氢的相互作用或许能弥补地质活动的不足,为生命提供能量。随着“朱诺号”完成测量,人类对木卫二的探索将进入新阶段。NASA的“欧罗巴快船”和欧洲空间局的JUICE航天器将协同探测,前者携带9种科学仪器,可近距离观测冰层裂缝、分析表面物质,甚至尝试捕捉从冰层喷出的水汽样本;后者将从不同角度提供数据支持。针对29公里厚的冰壳,科学家提出“钻-潜分离”式探测器方案:先用热力钻头融冰开路,钻透冰层后释放小型潜水舱,在深海自主潜行探测。这种探测器已解决高压密封难题,未来有望直接潜入木卫二海洋,寻找生命痕迹。











