最新天文研究：冰殼下有廣闊海洋的木衛二，生命適居性恐不如預期

最新研究顯示，木衛二「歐羅巴」表面冰殼的氧含量比科學家預期的還要低，這項事實也影響了海洋存在生命體的可能性。不過即使氧氣很少、甚至根本沒有，木衛二冰殼之下的海洋仍然可能有微生物。

《自然天文學》（Nature Astronomy）4日發表的研究報告〈木衛二表面水冰分解的氧氣生產〉（Oxygen production from dissociation of Europa’s water-ice surface）蒐集美國航太總署（NASA）木星探測器「朱諾號」（Juno）2022年一次近距離飛掠木衛二時，木星極光分佈實驗（JADE）儀器記錄的氫氣逸散數據，藉此計算木衛二產生氧氣的速度。

木衛二是木星第四大的衛星，體積與月球相仿，據信存在鹹海，表面冰殼厚度約在16公里到24公里之間，冰殼下方的海洋估計深約64公里至161公里。由於暴露在太空環境中，使得冰和水發生變化，輻射與帶電粒子破壞冰層中的分子鍵，使水分解，進而產生氫氣和氧氣。2022年9月29日朱諾號飛掠木衛二時，與衛星表面僅僅相距353公里，研究團隊依據這些數據，計算出每秒鐘木衛二的表面會產生6至18公斤的氧氣，每24小時可產生1000公噸氧氣，約可提供一百萬人呼吸。

由於木衛二滿足許多生命體生存與演化的條件，不僅許多科幻作品以木衛二為舞台，科學家也對其寄予期望，早先估算的氧產生速度高達每秒1100公斤，比《自然天文學》最新研究的計算值高出許多。研究團隊寫道，除非木衛二過去的氧氣產量明顯更高，否則由目前測得的氧氣產量，學者必須做出新推論，也就是木衛二可能不如先前推想那麼適合生命體生存。

《衛報》（The Guardian）報導，這份研究的主要作者是普林斯頓大學（Princeton University）的JADE科學家席萊（James Szalay），他比喻木衛二像一顆溪流中的冰球，慢慢失去自身的水分，「不同之處在於，這條溪流其實是電離分子的流體，藉由磁場掃過木星。這些電離分子撞擊木衛二的時候，它們會逐一破壞表面的水冰分子，產生氫和氧。可以這樣看，整個（木衛二的）冰殼受到帶電粒子沖刷，持續侵蝕。」

2022年9月朱諾號的飛掠是第一次飛行器「直接嗅探」木衛二周遭，席萊說團隊藉此機會看到木衛二與複雜環境的相互作用，朱諾號可以直接測量木衛二大氣層脫逸的分子成分，團隊迫不及待一窺木衛二不為人知的一面，而雖然朱諾號蒐集的資訊「比原先設想的範圍窄很多，但我們仍然學到非常多。」

NASA天文生物學家漢德（Kevin Hand）沒有參與這項研究，他指出過往研究利用太空望遠鏡觀測，發現木衛二的表面冰層蘊含氧，而且濃度較高，最新報告內容則與先前研究結果相悖，有待後續研究驗證。究竟有多少氧氣逸散到木衛二的大氣層，又有多少留存在表面冰層，或者有多大機會穿過冰層轉移至海洋，這些問題都需要後續研究才能解答。 （相關報導： 親密接觸！最接近木衛二的飛掠之旅 NASA朱諾號傳回海洋照片 ｜ 更多文章 ）

NASA計畫今年秋天發射木衛二快船（Europa Clipper），預計2030年抵達木星，環繞木星的同時也會執行飛掠任務，幫助科學家持續進行研究。氧氣生產是其中一項調查目標，木衛二快船搭載九部相關儀器，用以判定木衛二是否具備適合生命生存的條件。