詹姆斯·韦伯望远镜发现海王星之外的两颗矮行星上存在生命的潜在条件

December2017

新JWST数据显示，图中所示的矮行星厄里斯可能地质活动频繁。（图片来源:Shutterstock）

（）据美国生活科学网站（哈里·贝克）：一项新的研究表明，潜伏在太阳系外围的一对矮行星可能仍然具有地质活性，这增加了它们支持外星生命的可能性。这些发现也可能改变我们对矮行星的总体认识。

太阳系中有五颗被确认的矮行星:谷神星、豪梅亚星、厄里斯星、Makemake星和前行星冥王星。除谷神星外，所有这些行星伪装者都位于柯伊伯带或其周围，柯伊伯带是海王星轨道以外的彗星和其他小天体的圆盘。

2015年，美国国家航空航天局的新视野号探测器经过冥王星，在这颗矮行星稀薄的大气中发现了近期地质活动的迹象。后续观测表明，冥王星被巨大的冰冷火山覆盖，这些火山可能仍然活跃。科学家认为，冥王星令人惊讶的地质活动是由与其卫星卡戎的相互作用引起的。因此，他们认为其他没有卫星的矮行星不太可能类似地活跃。

但在这项于2月10日上传到预印本服务器arXiv的新研究中，研究人员仔细观察了另外两颗矮行星厄里斯和马克马克的化学光谱，这些光谱是詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）最近捕捉到的。分析数据后，研究小组意识到，在这两颗矮行星的冰表面发现的一些气体只能用某种形式的当前或最近的地质活动来解释，例如cryovolcanic（冰火山）活动的热液喷口。（这些发现尚未经过同行评审。)

研究结果还暗示，其他一些矮行星也可能存在地质活动。



这里展示的矮行星Makemake不到冥王星的一半大。（图片来源:Shutterstock）

JWST的数据包括覆盖厄里斯和马克马克的冰层中所有冻结气体的光谱。但是研究人员实际上只对甲烷感兴趣，甲烷是一种温室气体，也存在于地球上，由一个碳原子和四个氢原子结合而成。

在行星科学中，有两种主要类型的甲烷:非生物甲烷，是行星形成过程中发生的化学反应留下的；以及由热液或地热过程产生的产热甲烷。这两种类型之间的主要区别是氢和氘的比例，氘是氢的一种同位素，或氢原子核中有一个额外的中子的替代版本。

非生物甲烷的氘氢比（D/H）较高，而产热甲烷的氘氢比较低。光谱显示，厄里斯和马克马克大气中的甲烷具有较低的D/H比，这意味着它主要是产热的。这表明这种气体要么是由正在进行的地质活动产生的，要么是在过去几百万年内相对较新的活动产生的。

这些发现令研究人员感到惊讶——特别是关于Makemake，它比冥王星小约60%。厄里斯的大小与这颗前行星差不多，这使得它的地质活动也很活跃就不足为奇了。但是，Makemake对于这些类型的进程来说应该太小了。

研究人员说，这些发现也增加了这些行星上生命发展的机会。例如，热液喷口活动是引发地球上自我复制生命形式的主要候选因素，也是科学家将土卫二和土卫一等水世界视为外星生命可能出现的潜在地点的关键原因。

研究人员写道，未来的探测器应该被送往厄里斯和马克马克“近距离探索这些世界”，并进一步评估它们的地质潜力。