土衛二,一顆冰冷的衛星,那裡會有生命嗎?

2024年06月09日21:50:17 科學 2279

一片神秘的地外海洋,究竟住著誰?一起來看看土衛二上的原住民!

"通過卡西尼號的測量,我們知道土衛二的海洋是宜居的。我們知道那裡有液態水、能源以及碳、氫、氮、氧、磷和硫等化學物質。"

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圖示:土衛二噴出的冰羽流。

(圖片來源:美國宇航局)

新的研究表明,在土星衛星恩克拉多斯的表面有一些地方,航天器可以在那裡著陸,採集生命關鍵成分的原始痕迹。據信,這些生物特徵來自這個世界冰殼內的地下海洋。

人們早就知道,土衛二的地下海洋中蘊藏著有機分子--由碳、氧和氮組成的化合物。在2017年墜入土星表面之前,"卡西尼 "號宇宙飛船飛越了從土衛二表面裂縫中噴出的物質羽流,探測到了甲烷和乙烷等有機分子以及其他複雜的化合物,這些物質達到了很高的高度。

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在這些物質中,約有 90% 的較大顆粒被發射到距土衛六數千英里的上空,但它們實際上並沒有逃離土星系統。科學家們現在表示,這些顆粒會落回土星衛星的表面,理論上可以被航天器收集和檢查。

「我們可以通過向土衛二表面發送飛行任務來了解土衛二海洋中潛在的生物特徵。以前人們認為,要想從恩克拉多斯海洋中採樣到最新鮮的物質,就必須飛過羽流,測量羽流的顆粒和氣體。」 行星科學研究所高級科學家、研究負責人阿曼達-亨德里克斯(amanda r. hendrix)在一份聲明中說。「但現在我們知道,你可以在衛星表面著陸,並確信你的儀器可以測量相對原始的來自海洋的羽流有機物。」

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然而,土衛二羽流中一些可能是生物生命指紋的有機分子可能會被太陽紫外線(uv)破壞。這意味著,我們需要在這些分子未被破壞時找到它們。

「由於卡西尼號的測量結果,我們知道土衛二的海洋是宜居的。我們知道這裡有液態水、能量以及碳、氫、氮、氧、磷和硫等化學物質。」亨德里克斯說:「這些都是我們所知的生命所必需的成分。如果我們想找出羽流顆粒中是否存在任何海洋生物特徵,我們需要這些顆粒儘可能的純凈,並且盡量不暴露在紫外線下。」

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尋找土衛二上的原始物質

為了找到土衛二上有這種原始物質的地方,亨德里克斯和研究小組分析了哈勃太空望遠鏡和卡西尼飛船的數據,看看紫外線光子能穿透月球表面多深。亨德里克斯說:「我們在這項研究中發現,在恩克拉多斯表面的一些地方,我們可以用航天器著陸並採集樣本--我們測量的樣本是相對原始的有機物。這是因為太陽紫外線(uv)光子無法深入冰層表面。」研究小組發現,具有破壞性的紫外線光子只能穿透土衛二冰冷表面約100微米,也就是幾根頭髮絲的寬度。

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亨德里克斯解釋說:「因此,表面最頂端的部分會接觸到這些破壞性紫外線光子,但只有一部分有機物發生了化學變化,然後很快這些物質就會被更新鮮的羽流物質所覆蓋。更深的顆粒不會再發生變化--因為紫外線光子無法與更深的物質發生作用。新沉積的羽流顆粒就像底層物質的防護罩。它們就像防晒霜!」

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插圖顯示,紫外線會影響土衛二表面的物質顆粒,但不會影響更深層的物質。(圖片來源:amanda hendrix/ psi)

研究小組收集的結果非常有用,因為它們告訴科學家,前往土衛二的任務將有大量有機物可供採樣,而無需深入研究。

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- 這個蛇形機器人可以在 "土衛二 "這樣的冰冷衛星上尋找外星生命

- 研究表明,探測土星衛星土衛二上的生命需要飛越其噴泉羽流100次

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「由於紫外線很容易改變有機分子,因此這種光線進入冰雪覆蓋的世界表面的深度非常重要。」研究報告的共同作者、賓夕法尼亞州立大學的科學家克里斯托弗-豪斯(christopher house)在聲明中表示:「由於發現的紫外線穿透深度很短,我們的研究結果確認,土衛二的冰層中保存著大量的有機物質,可以從海洋中追溯到這些物質。利用已知技術就可以輕易從宜居的地外海洋中獲取大量有機物質,一想到這就令人感到深受鼓舞」。

該團隊的研究成果於12月18日發表在《通訊地球與環境》(communications earth & environment)雜誌上。

by: robert lea

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