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科学家发现土卫二是宜居星球:土卫二发现大有机分子

漫步宇宙 2018-07-26 10:33:06 阅读:

在“卡西尼”号飞船的帮助下,科学家最近有了一项重大发现——土卫二“恩克多拉斯”向太空喷射大有机分子。这些分子的具体构成尚是一个未知数,但至少拥有15个碳原子,实际数量甚至有可能达到10倍。发现大有机分子虽不能证明土卫二上存在生命,但至少证明它是一颗宜居星球。

科学家发现土卫二是宜居星球:土卫二发现大有机分子

土卫二“恩克多拉斯”

科学家在土卫二发现大有机分子。这些分子的具体构成尚是一个未知数,但至少拥有15个碳原子。几年前,科学家在土卫二附近和土星E环内探测到含有四五个碳原子的有机分子。研究小组成员、美国西南研究所的行星学家克里斯托夫·格雷恩表示:“这一次的发现让我们感到非常吃惊,因为我们从未想到会发现如此复杂的有机分子。”

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土卫二南极,地表裂缝向外喷射蒸汽

有机分子的发现虽不能证明土卫二上存在生命,但至少证明它是一颗宜居星球。研究论文刊登在《自然》杂志上。借助“卡西尼”号飞船的两台仪器——离子与中性粒子质谱仪以及宇宙尘分析仪——研究小组上演了这一发现。

观测过程中,富含有机物的尘粒撞向两台仪器,分解成小碎片。某些碎片是离子与中性粒子质谱仪探测到的小分子,其它碎片则是宇宙尘分析仪探测到的大分子。综合所有相关数据,科学家断定“卡西尼”号遭遇的尘粒富含拥有复杂大分子结构的碳。

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土卫二是在太阳系搜寻地外生命的理想所在

这种物质只能来自土卫二内部,冰、尘埃和气体以间歇泉的形式从地表裂缝喷出。此外,间歇泉羽状物还含有来自地下海洋的蒸汽。研究小组成员、德国海德堡大学的诺扎尔·科哈瓦加表示:“这是土卫二海洋的直接样本。”虽然新发现的有机物质的具体构成仍有待讨论,但科哈瓦加认为它们最有可能由与烃链交叉的大量环状结构构成。

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艺术概念图,“卡西尼”号近距离穿过土卫二地表裂缝喷射的羽状物

这些富有机颗粒含水量不高,说明颗粒中的物质并不能轻易与水混合。根据科哈瓦加提出的假设,它们在土卫二地下深处形成,后升到地下海洋表面,形成一层薄膜,与地球上的油膜类似。内部气泡将物质团提升到地表喷口,最后以喷流的形式逃逸。此时,它们凝固成片状,成为“卡西尼”号探测到的富含有机物的尘粒核。

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土卫二(中右)向土星E环喷射物质

这是富有机尘粒如何形成的唯一解释,但有机物质的来源有多种可能性。一种可能性是,它们由热水和土卫二岩核物质之间的反应形成。此外,生命也可能是一个源头。科哈瓦加说:“它们既有可能来自非生物学过程,也可能来自生物学过程。”另外,它们也可能是被陨石或者彗星带到土卫二。

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艺术概念图,“卡西尼”号与土卫二亲密接触

科罗拉多州博尔德太空科学研究所的行星学家卡罗琳·波尔克对油膜理论表示怀疑,但对其它发现却是异常兴奋。波尔克表示这一次的大新闻是发现质量至少达到氢200倍(或者200个原子质量单位)的有机分子。地球生命利用的22个氨基酸的平均质量在110个原子质量单位左右。

美国宇航局艾姆斯研究中心的天体生物学家克里斯·麦克基指出:“这进一步说明土卫二的海洋富含有机物,适于生命生存。”目前,还没有任何一种方式能够确定这些化学物质究竟由非生物学过程还是生命产生。

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土卫二间歇泉艺术概念图

科学家表示需要派遣携带更先进仪器的新飞船造访土卫二,对分子结构进行细致研究,以找到最终答案。不过,这个愿望很难在不久的将来成为现实。格雷恩说:“我们需要规划很长时间,但很多人正积极朝着这个方向努力。这一点让人非常兴奋。”

宇航局的“欧罗巴快船”正在设计之中,未来将造访木卫二“欧罗巴”。与土卫二一样,木卫二也存在地下海洋,也可能通过地表裂缝将海洋物质喷向太空。“欧罗巴快船”的发射日期尚是一个未知数,最早将于2024年奔赴木卫二。值得关注的是,这颗探测器携带的仪器领先“卡西尼”号整整20年。

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