木星卫星或含生命起源物质

木星卫星可能孕育生命前体

西南研究院、马赛大学和高等研究院开展的新研究揭示了图中所示原行星盘内复杂有机分子（COMs）可能的形成机制。星际紫外辐射（橙色箭头）照射盘内物质，营造出多种条件，从而触发对COM生成至关重要的有机化学反应；在此过程中，冰质尘粒在盘内发生径向与垂向迁移。类似物质输运与辐照过程亦存在于木星的行星周盘中。图片来源：西南研究院

木星的卫星可能天生就具备生命所需的化学条件。

一项包括西南研究所参与的国际合作研究表明，复杂有机分子（COMs）——被广泛视为生命必需的前体物质——可能在木星伽利略卫星形成过程中就已融入其中。相关成果发表在《行星科学期刊》和《皇家天文学会月刊》的两篇配套论文中。这些研究共同为木星系统是否在极早期阶段就已获得生命所需成分提供了新的视角。

COMs是含碳化合物，同时还含有氧和氮等对生命至关重要的元素。实验室实验表明，当含有甲醇或二氧化碳与氨混合物的冰质尘埃颗粒暴露在紫外光照射或适度加热条件下时，这些分子便能够形成。此类条件常见于原行星盘中，即围绕年轻恒星的广阔气体与尘埃云，最终会演化形成行星。

早期太阳系环境建模

为探究这些化合物的形成与迁移过程，科学家将盘状结构演化模拟与追踪冰质颗粒运动的模型相结合。这种方法使他们能够估算出这些尘埃颗粒在不同时间所经历的温度和辐射强度。

通过将盘演化模型与颗粒输运模型相结合，我们能够精确量化冰质颗粒所经历的辐射和热环境，西南研究院太阳系科学与探索部的奥利维尔穆西斯博士说道，他是一篇论文的首席作者。随后，我们将模拟结果直接与在真实天体物理条件下开展的、用于合成复杂有机分子的实验室实验进行了对比。结果表明，复杂有机分子既可在原太阳星云环境中形成，也可在木星的行星周围盘中形成。

研究团队汇集了来自西南研究院、法国马赛大学和爱尔兰高等研究院的专家。他们构建了原太阳星云（即形成太阳及行星的原始结构）以及木星周围行星盘（即围绕年轻气态巨行星、最终聚集成其卫星的物质盘）的详细模型。通过整合尘粒输运模块，研究人员追踪了冰质颗粒在这两类环境中的运动路径，并重建了最终形成木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——木星四颗最大且研究最深入的卫星——的物质所经历的化学与物理演化历史。

将生命的基本构成要素运送到伽利略卫星

模拟结果表明，大量冰质颗粒很可能在其中形成了复杂有机分子，并将这些分子带入木星卫星形成的区域。在某些模型情景中，近半数的颗粒将原太阳星云中新生成的有机分子输运至木星的行星周盘，并在化学性质基本未发生改变的情况下将其并入正在形成的卫星之中。

该研究还指出第二个来源：木星周围行星盘的某些区域温度足够高，可驱动形成复杂有机分子所需的化学反应。这表明，伽利略卫星可能既从更广阔的太阳星云中继承了有机物质，也从数十亿年前发生在木星自身行星盘内的化学过程中获得了有机物质。

海洋世界与生命存在的可能性

木卫二、木卫三和木卫四被认为在其冰壳之下存在地下海洋，这些环境可能具备支持生命的条件。如果这些卫星从形成之初就含有复杂有机分子（COMs），那么它们所拥有的就不仅仅是水和内部能量，还可能具备前生命化学所需的分子成分，包括氨基酸和核苷酸的形成基础。

我们的研究结果表明，木星的卫星并非以化学上原始的状态形成。相反，它们可能在诞生之初就吸积或聚集了大量复杂有机分子，从而奠定了化学基础，这些分子随后可能与其内部的液态水发生相互作用。

美国国家航空航天局的欧罗巴快船任务和欧洲航天局的木星冰卫星探测器任务正前往木星系统，以研究这些卫星的结构、成分及宜居性。

建立彗星有机物（COMs）形成与输送的可信路径，为科学家解读木星表面及次表层化学成分的后续观测数据提供了关键框架。通过将实验室化学、原行星盘物理及粒子输运模型相联系，我们的研究有助于阐明宜居条件如何植根于行星形成的最初阶段。

参考文献

木星周围行星盘中复杂有机分子的形成与存续 作者：奥利维耶穆西斯、克莱芒佩泰兰、托马贝内斯特库赞乌、安托万施内贝格、亚尼斯贝纳塞尔 《行星科学杂志》 DOI：10。3847PSJae3559

《向木星系统输送复杂有机分子》 作者：汤姆贝内斯特库齐努、阿莉泽阿姆斯勒穆拉尼耶、奥利维耶穆西斯 发表于《皇家天文学会月刊》 DOI：10。1093mnrasstaf2074

BY: Southwest Research Institute

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自： https://scitechdaily.com/jupiters-moons-may-have-been-born-with-lifes-building-blocks/

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