一种描述可居住行星的新方法

拓牛李强

沿着土星卫星恩克拉多斯南极附近著名的“老虎条纹”,戏剧性的羽状物从许多地方喷射出水冰和水蒸气。老虎条纹是四个突出的，大约84英里(135公里)长的裂缝，穿过月球的南极地形。鸣谢:美国国家航空航天局/JPL加州理工学院/空间科学研究所

（）据加州理工学院（Lori Dajose）：几十年来，科幻小说作者一直在想象生命在火星或我们的月球的恶劣表面上，或者在土星的卫星恩克拉多斯和木星的卫星欧罗巴的冰冷表面下的海洋中茁壮成长的场景。但是对可居住性的研究——支持和维持生命所需的条件——不仅仅局限于小说中。随着我们太阳系内外越来越多的行星被调查是否有适合生命生存的潜在条件，研究人员正在讨论如何描述可居住性。

尽管许多研究都专注于通过轨道航天器或望远镜获得的信息，这些信息提供了海洋世界和系外行星的快照，但一篇新论文强调了调查复杂地球物理因素的重要性，这些因素可用于预测生命的长期维持。这些因素包括能量和养分如何在地球上流动。

“时间是描述可居住性的一个关键因素，”加州理工学院地球物理学教授马克·西蒙斯、约翰·w·迈尔斯和赫伯塔·m·迈尔斯说。“进化的发生需要时间。仅仅适合居住一毫秒或一年是不够的。但是如果可居住的条件持续一百万年，或者十亿年…？了解一颗行星的可居住性需要细致入微的视角，这需要天体生物学家和地球物理学家相互交流。”

这篇发表在12月29日《自然天文学》杂志上的前景论文是加州理工大学帕萨迪纳校区和JPL的科学家们的合作成果，该研究由加州理工大学为美国国家航空航天局管理，同时还有代表不同领域的同事。

这项研究强调了未来任务的新方向，以测量其他世界的可居住性，使用土星的冰卫星恩克拉多斯作为主要例子。恩克拉多斯被冰覆盖着，下面是咸的海洋。在过去的十年中，美国国家航空航天局的卡西尼任务获得了从土卫二南极裂缝中喷出的水蒸气和冰粒羽流的化学测量结果，发现了碳和氮等元素的存在，这些元素可能有利于我们所知的生命。

这些地球化学特性足以描述月球的“瞬时”可居住性。然而，为了真正描述土卫二的长期可居住性，论文强调，未来的行星任务必须研究表明海洋存在多久的地球物理特性，以及热量和养分如何在核心，内部海洋和表面之间流动。这些过程产生了可以观察到的重要地球物理特征，因为它们影响了土卫二冰壳的地形和厚度等特征。

这个研究可居住性的更大框架并不局限于对土卫二的研究。它适用于所有的行星和卫星，研究人员在那里寻找生命的必要条件。

“这篇论文是关于在未来的海洋世界任务中包括地球物理能力的重要性，正如目前针对木星卫星木卫二的木卫二快船任务所计划的那样，”JPL科学家兼实验室行星科学部门副经理Steven Vance说，他也是这篇论文的合著者。

这篇论文的标题是“地球之外持续的和相对的可居住性”

这项研究的主要作者是爱丁堡和JPL大学的Charles Cockell。除了Cockell，Simons和Vance，其他共同作者是多伦多大学的Peter Higgins康奈尔大学的丽莎·卡尔特内格；朱莉·卡斯蒂略·罗格斯、詹姆斯·基恩、艾琳·伦纳德、卡尔·米切尔、瑞安·帕克和JPL的斯科特·佩尔。