在太空探索的新篇章中,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope,简称 JWST)在木星的最大卫星——木卫三上发现了过氧化氢。这个发现可能会为我们揭示这颗卫星的化学环境,甚至可能对其是否有生命迹象的问题提供线索。
这项研究是由国际天文学联合会(IAU)领导的,他们使用了 JWST 的NIRSpec近红外光谱 仪器进行了这一发现。他们观测到了木卫三上不同纬度的过氧化氢浓度。他们发现,在木卫三的赤道附近,过氧化氢浓度较低,而在两极附近,过氧化氢浓度较高。
伯测量得出的木卫三光谱图显示了过氧化氢在两极周围的光吸收特征
根据韦研究人员认为,这种分布模式是由于木卫三上强烈的磁场和太阳风的相互作用所导致的。当太阳风中的带电粒子撞击木卫三表面时,会将水分子分解为氢原子和羟基(OH)。这些羟基会随着木卫三自转而向两极迁移,并在那里与另一些羟基结合形成过氧化氢。
木卫三的 3.5 μm H 2 O 2吸收图与水冰的 3.1 μm 菲涅尔峰的吸收图
过氧化氢是由两个氢原子和两个氧原子组成的分子,它在地球上被广泛用于消毒和漂白。过氧化氢也是地球上生命所必需的一种物质,因为它可以参与细胞呼吸和能量代谢。这些过氧化氢可能会从木卫三表面渗入到下面的液态水海洋中,并为那里可能存在的生命提供能量来源。因此,研究人员认为,过氧化氢是木卫三上生命存在的一个重要指标。
“在木卫三上发现过氧化氢是一个令人兴奋的发现,”IAU 的研究团队成员 Dr. Lorenz Roth 说,“这可能意味着木卫三的表面和大气的化学环境更复杂,甚至可能存在一些我们尚未了解的生物过程。”
这不是 JWST 第一次在外太空找到可能与生命有关的化学物质。此前,它已在许多其他天体上发现了各种有机化合物和其他可能支持生命的物质。然而,这是 JWST 第一次在木卫三上进行这样的发现,这为我们进一步探索这颗卫星以及其他类似天体提供了新的可能性。
木卫三是太阳系中最大的卫星,也是唯一一个拥有自己的磁场的卫星。它的表面覆盖着冰和雪,下面可能隐藏着一个巨大的液态水海洋。这些特征使得木卫三成为太阳系中寻找外星生命的最佳候选地之一,你认为地球是宇宙中唯一存在生命的星球吗?木卫三上有生命存在吗?欢迎评论!
文献参考:萨曼莎·K·特朗博等人。木卫三两极的过氧化氢。《科学进步》2023 年 7 月 21 日第9卷第29期