土卫二的冰粒海洋，生命存在的昭示

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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

▲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。

▲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。”

▲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

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由ESO拍摄的NGC 4438 与 NGC 4435

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