富含碳的有機(jī)分子可能是構(gòu)成生命的基石，在土星衛(wèi)星土衛(wèi)二表面從裂縫中噴出的水柱中被發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)提高了土衛(wèi)二作為太陽(yáng)系中尋找生命的最佳地點(diǎn)名聲。土衛(wèi)二的羽流是由美國(guó)宇航局的卡西尼號(hào)太空船發(fā)現(xiàn)，它位于土衛(wèi)二南半球313英里寬(504公里)處，由許多被稱為“虎紋”的裂縫散發(fā)出來(lái)。這些羽狀流的來(lái)源是一個(gè)堿性和輕微咸的地下海洋，在那里有可能發(fā)現(xiàn)生命。雖然海洋目前超出我們的能力范圍，但是這些羽流提供了一種從軌道上取樣海洋的方法。
土星冰冷的衛(wèi)星土衛(wèi)二，線形的“虎紋”可以在底部看到。圖片：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
因此“卡西尼”號(hào)多次飛越煙柱，用它的宇宙塵埃分析儀、離子和中性質(zhì)譜儀“品嘗”它們。發(fā)表在《自然》上的最新研究結(jié)果中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在這些羽流俯沖過(guò)程中，卡西尼探測(cè)到了巨大的、復(fù)雜的有機(jī)分子。以前只有非常簡(jiǎn)單的有機(jī)分子，如甲醇，在羽流中被發(fā)現(xiàn)。
有機(jī)起源
有機(jī)分子是由碳原子長(zhǎng)鏈構(gòu)成的，是生物分子的主要組成部分，這些分子可以促進(jìn)生命的生物化學(xué)，如DNA和RNA，并可由生物過(guò)程產(chǎn)生。然而有機(jī)分子的存在并不一定意味著土衛(wèi)二上有生命：有機(jī)物也可以通過(guò)涉及水和巖石相互作用的地球化學(xué)過(guò)程形成。圣安東尼奧西南研究所的地球化學(xué)家、《自然》論文的作者克里斯托弗·格林說(shuō)：為了確定有機(jī)分子是如何形成的，識(shí)別它們組成“是(它們)起源的關(guān)鍵。
土衛(wèi)二的羽狀結(jié)構(gòu)，由美國(guó)宇航局的卡西尼號(hào)太空船拍攝。圖片：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
卡西尼號(hào)是在1997年發(fā)射的，幾乎是在發(fā)現(xiàn)羽狀羽之前的十年，它的儀器并不是用來(lái)取樣或區(qū)分復(fù)雜的有機(jī)分子的。格林恩在接受《天體生物學(xué)》采訪時(shí)表示：我們需要識(shí)別羽毛中哪些特定的有機(jī)分子，這將幫助我們確定它們中的任何一個(gè)，或者它們中的任何一組，都可以被認(rèn)為是生物特征。
基本的生命要求
這已經(jīng)不是第一次在太陽(yáng)系的其他地方發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的有機(jī)分子了。此前人們?cè)谔假|(zhì)球粒隕石、彗星塵埃尾以及土星的另一顆衛(wèi)星——土衛(wèi)六的大氣中都發(fā)現(xiàn)了它們。然而特別的是，在土衛(wèi)二發(fā)現(xiàn)這些來(lái)自可居住的液態(tài)水海洋的物質(zhì)。除了液態(tài)水和復(fù)雜的有機(jī)化學(xué)之外，另一個(gè)基本要求是生命賴以生存的能量來(lái)源。當(dāng)卡西尼號(hào)在2015年10月飛越其中一個(gè)煙柱時(shí)，它探測(cè)到被認(rèn)為是在海底熱液噴口的地球化學(xué)反應(yīng)中形成的氫分子。如果這個(gè)假設(shè)是正確的，而且存在這樣的噴口，那么它們就可以成為土衛(wèi)二海洋中存在的任何微生物的充足營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。
土衛(wèi)二的橫截面，顯示出它的冰殼、地下海洋和巖石內(nèi)核，這些羽流來(lái)自月球南極附近的“虎紋”裂縫。圖片：NASA/JPL-Caltech
未來(lái)的任務(wù)
在2017年9月“卡西尼”號(hào)有意識(shí)地潛入土星大氣層以結(jié)束它的任務(wù)之后，科學(xué)家們所能做的就不多了，直到一項(xiàng)新任務(wù)帶著專門用來(lái)研究羽流的儀器進(jìn)入土衛(wèi)二。任何未來(lái)的任務(wù)將需要進(jìn)行高分辨率質(zhì)譜的羽毛,和進(jìn)一步的質(zhì)譜、氣相色譜法在表面的虎紋,可能是緊隨其后的是月球任務(wù),真正理解過(guò)程是發(fā)生在土衛(wèi)二和生活是否可能是他們的核心。還不知道這些過(guò)程是什么，我們只是看到并欣賞冰山一角。
博科園-科學(xué)科普｜文：Keith Cooper/Space
