土卫二上存在生命吗?一项新研究使探索复杂化

这幅插图展示了土星的冰冷卫星恩克拉多斯,其南极附近有水蒸气、冰粒子和有机分子喷发。

恩克拉多斯,土星的一颗小型冰冷卫星,仅有 300 英里(500 公里)长——但尽管体积不大,它已成为寻找地球以外生命的一颗明星。从其南极附近的裂缝中,该卫星向太空喷射出高耸的水蒸气、冰和有机分子,这暗示着可能存在一个隐藏的海洋,理论上可能适宜居住。

但本周在芬兰举行的一次行星科学会议上提出的新研究表明,在这些羽流中检测到的许多有机分子也可能直接在卫星表面形成,这是由土星磁场的持续辐射驱动的。研究结果对这些羽流是否真的携带着外星生命的低语,或者仅仅是冰冷外壳上无生命化学的呼应,提出了质疑。

“虽然海洋可能适宜居住,但这确实意味着我们需要谨慎地做出这种假设,仅仅是因为羽流的组成,”意大利国家天体物理研究所的研究负责人格蕾丝·理查兹说道。

在他们的实验中,理查兹和她的同事在匈牙利的一个专业实验室里研究了。使用一个冰室,研究小组将水、二氧化碳、甲烷和氨的混合物冻结到令人毛骨悚然的零下 420 华氏度(零下 253 摄氏度),模拟了卫星表面附近的寒冷条件。然后,这些冰被高能“水基离子”轰击,这些离子是困在土星周围的带电粒子,不断照射着恩克拉多斯。

为了监测辐射引起的化学变化,研究人员使用红外光谱来观察冰的分子“指纹”,即光谱。当辐射与样品相互作用时,光谱发生变化,表明新分子的形成。

这五个实验中的每一个都产生了 一氧化碳、氰酸盐和铵盐——这些化合物是美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船在 2005 年探测到的。当样品轻轻加热时,出现了更复杂的有机物,包括氨基甲酸、氨基甲酸铵和潜在的氨基酸前体,包括甲醇和乙醇,以及乙炔、乙醛和甲酰胺等分子,这些都是可能有助于生命化学的组成部分。

“虽然其中许多产物以前未在恩克拉多斯表面检测到,但有些已在恩克拉多斯的羽流中检测到,”理查兹和她的同事在论文中写道。 这引出了“关于羽流物质是在富含辐射的空间环境中形成,还是起源于地下海洋”的问题。

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