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主译:余路汉
校对:清水明澄
审核:牧夫天文校对组
美编:张一帆
后台:李子琦
https://sorae.info/astronomy/20251003-enceladus-organic-molecules.html
众所周知,作为土星卫星之一的土卫二(Enceladus)直径约为500km,它的南极有一处羽流(水柱、间歇泉)喷射而出。
目前科学界推测,在土卫二厚度约 30 公里的冰层外壳之下,存在一片地下海洋,它正是羽流的源头。根据此次的观测和研究结果,有观点指出了生命存在的可能性。
柏林自由大学的诺扎伊尔・哈瓦贾博士等人的研究团队发表了研究成果,表明从木卫二(Enceladus)喷出的新鲜冰粒中也含有复杂的有机分子。
成功分析了喷出后数分钟内的新鲜冰粒数据
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▲NASA和ESA的土星探测器“卡西尼号(Cassini)”观测到的土卫二(Enceladus),于2008年10月E5次飞掠时拍摄(Credit: NASA/JPL/Space Science Institute)
土卫二喷射出的冰粒,构成了E环并成为了土星环的一部分。此前也曾从E环的冰粒中检测出有机分子,但由于是喷出时间较长的老冰粒,有受宇宙辐射的长年影响而发生性质改变的可能。
为获取更准确的原始数据,研究团队尝试对一组历史观测数据进行重新分析。该数据由 NASA 与 ESA 联合运作的土星探测器 “卡西尼号(Cassini)” 在 2008 年 10 月执行土卫二飞掠任务(即 “E5 次飞掠”)时采集。
在这次飞掠中,卡西尼号(Cassini)的“宇宙尘埃分析仪(CDA)”记录了以每秒17.7公里的速度撞击探测器的冰粒数据。这些冰粒在几分钟前从土卫二(Enceladus)喷出,是近乎 “新鲜” 的样本。
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▲NASA和ESA的土星探测器“卡西尼号(Cassini)”观测到喷出羽流的土卫二。拍摄于2006年5月(图源: NASA/JPL/Space Science Institute)
经过数年的深入分析,研究团队得出关键结论:新鲜冰粒中不仅检测到了与 E 环老旧冰粒相同的有机分子(含芳基与氧元素的有机分子),更证实了这些有机分子可能源自土卫二(Enceladus)的地下海。
研究还在新鲜冰粒中发现了脂肪族、环状酯、烯烃、醚和乙基等新化合物。在地球上,这些分子在一系列化学反应中扮演关键角色,这些反应最终会合成生命所必需的复杂分子,是生命形成过程中的重要基石。
哈瓦贾博士指出:“所发现的有机分子增强了土卫二的宜居潜力,因为从这些分子到生物学相关化合物之间存在多种可能的形成路径。”
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▲ESA计划在21世纪40年代发射的土卫二(Enceladus)探测任务的概念图Credit: ESA)
▲ 欧洲航天局(ESA)构想的土卫二(Enceladus)探测任务示意图,计划于 21 世纪 40 年代发射。任务流程包括:用两枚阿丽亚娜 6 号火箭发射探测器组件、在太空中完成组装、飞往土星、进入土星轨道、飞掠土星多颗冰卫星(包括土卫四 Dione、土卫一 Mimas、土卫六 Titan、土卫五 Rhea、土卫三 Tethys、土卫二 Enceladus)、采集羽流样本、进入土卫二轨道、着陆于土卫二南极(图片来源:ESA)
基于此次的研究成果,欧洲航天局(ESA)提及了一项构想中的土卫二探测任务——该任务计划于21世纪40年代初发射升空。按照计划,探测器将着陆在土卫二的南极地区,并进行样本的采集与分析。
自科学界首次提出土卫二存在地下海的推测以来,已过去 20 年。土卫二,这颗位于太阳系生命探测最前沿的星球,究竟是否存在生命?若能在此处发现生命,无疑将是人类探索宇宙历程中的重大突破;但即便最终未发现生命,这一探索结果同样具有里程碑意义。
"这是因为,如果条件适宜的环境中却不存在生命,将会引出一个极具科学价值的核心问题:‘为何在条件完备的情况下,生命仍未出现?’。”哈瓦贾博士如此解释道。
这项揭示了土卫二(Enceladus)宜居可能性的新研究成果,已整理成论文发表于《自然·天文学》期刊。
责任编辑:甘林
牧夫新媒体编辑部
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微信公众号:astronomycn
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由ESO拍摄的NGC 4438 与 NGC 4435
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