土衛(wèi)二的冰粒海洋，生命存在的昭示

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主譯：余路漢

校對(duì)：清水明澄

審核：牧夫天文校對(duì)組

美編：張一帆

后臺(tái)：李子琦

https://sorae.info/astronomy/20251003-enceladus-organic-molecules.html

眾所周知，作為土星衛(wèi)星之一的土衛(wèi)二（Enceladus）直徑約為500km，它的南極有一處羽流（水柱、間歇泉）噴射而出。

目前科學(xué)界推測(cè)，在土衛(wèi)二厚度約 30 公里的冰層外殼之下，存在一片地下海洋，它正是羽流的源頭。根據(jù)此次的觀測(cè)和研究結(jié)果，有觀點(diǎn)指出了生命存在的可能性。

柏林自由大學(xué)的諾扎伊爾?哈瓦賈博士等人的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了研究成果，表明從木衛(wèi)二（Enceladus）噴出的新鮮冰粒中也含有復(fù)雜的有機(jī)分子。

成功分析了噴出后數(shù)分鐘內(nèi)的新鮮冰粒數(shù)據(jù)

▲NASA和ESA的土星探測(cè)器“卡西尼號(hào)（Cassini）”觀測(cè)到的土衛(wèi)二（Enceladus），于2008年10月E5次飛掠時(shí)拍攝（Credit: NASA/JPL/Space Science Institute）

土衛(wèi)二噴射出的冰粒，構(gòu)成了E環(huán)并成為了土星環(huán)的一部分。此前也曾從E環(huán)的冰粒中檢測(cè)出有機(jī)分子，但由于是噴出時(shí)間較長(zhǎng)的老冰粒，有受宇宙輻射的長(zhǎng)年影響而發(fā)生性質(zhì)改變的可能。

為獲取更準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)嘗試對(duì)一組歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分析。該數(shù)據(jù)由 NASA 與 ESA 聯(lián)合運(yùn)作的土星探測(cè)器 “卡西尼號(hào)（Cassini）” 在 2008 年 10 月執(zhí)行土衛(wèi)二飛掠任務(wù)（即 “E5 次飛掠”）時(shí)采集。

在這次飛掠中，卡西尼號(hào)（Cassini）的“宇宙塵埃分析儀（CDA）”記錄了以每秒17.7公里的速度撞擊探測(cè)器的冰粒數(shù)據(jù)。這些冰粒在幾分鐘前從土衛(wèi)二（Enceladus）噴出，是近乎 “新鮮” 的樣本。

▲NASA和ESA的土星探測(cè)器“卡西尼號(hào)（Cassini）”觀測(cè)到噴出羽流的土衛(wèi)二。拍攝于2006年5月（圖源: NASA/JPL/Space Science Institute）

經(jīng)過(guò)數(shù)年的深入分析，研究團(tuán)隊(duì)得出關(guān)鍵結(jié)論：新鮮冰粒中不僅檢測(cè)到了與 E 環(huán)老舊冰粒相同的有機(jī)分子（含芳基與氧元素的有機(jī)分子），更證實(shí)了這些有機(jī)分子可能源自土衛(wèi)二（Enceladus）的地下海。

研究還在新鮮冰粒中發(fā)現(xiàn)了脂肪族、環(huán)狀酯、烯烴、醚和乙基等新化合物。在地球上，這些分子在一系列化學(xué)反應(yīng)中扮演關(guān)鍵角色，這些反應(yīng)最終會(huì)合成生命所必需的復(fù)雜分子，是生命形成過(guò)程中的重要基石。

哈瓦賈博士指出：“所發(fā)現(xiàn)的有機(jī)分子增強(qiáng)了土衛(wèi)二的宜居潛力，因?yàn)閺倪@些分子到生物學(xué)相關(guān)化合物之間存在多種可能的形成路徑。”

▲ESA計(jì)劃在21世紀(jì)40年代發(fā)射的土衛(wèi)二（Enceladus）探測(cè)任務(wù)的概念圖Credit: ESA）

▲ 歐洲航天局（ESA）構(gòu)想的土衛(wèi)二（Enceladus）探測(cè)任務(wù)示意圖，計(jì)劃于 21 世紀(jì) 40 年代發(fā)射。任務(wù)流程包括：用兩枚阿麗亞娜 6 號(hào)火箭發(fā)射探測(cè)器組件、在太空中完成組裝、飛往土星、進(jìn)入土星軌道、飛掠土星多顆冰衛(wèi)星（包括土衛(wèi)四 Dione、土衛(wèi)一 Mimas、土衛(wèi)六 Titan、土衛(wèi)五 Rhea、土衛(wèi)三 Tethys、土衛(wèi)二 Enceladus）、采集羽流樣本、進(jìn)入土衛(wèi)二軌道、著陸于土衛(wèi)二南極（圖片來(lái)源：ESA）

基于此次的研究成果，歐洲航天局（ESA）提及了一項(xiàng)構(gòu)想中的土衛(wèi)二探測(cè)任務(wù)——該任務(wù)計(jì)劃于21世紀(jì)40年代初發(fā)射升空。按照計(jì)劃，探測(cè)器將著陸在土衛(wèi)二的南極地區(qū)，并進(jìn)行樣本的采集與分析。

自科學(xué)界首次提出土衛(wèi)二存在地下海的推測(cè)以來(lái)，已過(guò)去 20 年。土衛(wèi)二，這顆位于太陽(yáng)系生命探測(cè)最前沿的星球，究竟是否存在生命？若能在此處發(fā)現(xiàn)生命，無(wú)疑將是人類探索宇宙歷程中的重大突破；但即便最終未發(fā)現(xiàn)生命，這一探索結(jié)果同樣具有里程碑意義。

"這是因?yàn)椋绻麠l件適宜的環(huán)境中卻不存在生命，將會(huì)引出一個(gè)極具科學(xué)價(jià)值的核心問(wèn)題：‘為何在條件完備的情況下，生命仍未出現(xiàn)？’?！惫哔Z博士如此解釋道。

這項(xiàng)揭示了土衛(wèi)二（Enceladus）宜居可能性的新研究成果，已整理成論文發(fā)表于《自然·天文學(xué)》期刊。

責(zé)任編輯：甘林

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由ESO拍攝的NGC 4438 與 NGC 4435

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