土衛二的冰粒海洋，生命存在的昭示

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主譯：余路漢

校對：清水明澄

審核：牧夫天文校對組

美編：張一帆

后臺：李子琦

https://sorae.info/astronomy/20251003-enceladus-organic-molecules.html

眾所周知，作為土星衛星之一的土衛二（Enceladus）直徑約為500km，它的南極有一處羽流（水柱、間歇泉）噴射而出。

目前科學界推測，在土衛二厚度約 30 公里的冰層外殼之下，存在一片地下海洋，它正是羽流的源頭。根據此次的觀測和研究結果，有觀點指出了生命存在的可能性。

柏林自由大學的諾扎伊爾?哈瓦賈博士等人的研究團隊發表了研究成果，表明從木衛二（Enceladus）噴出的新鮮冰粒中也含有復雜的有機分子。

成功分析了噴出后數分鐘內的新鮮冰粒數據

▲NASA和ESA的土星探測器“卡西尼號（Cassini）”觀測到的土衛二（Enceladus），于2008年10月E5次飛掠時拍攝（Credit: NASA/JPL/Space Science Institute）

土衛二噴射出的冰粒，構成了E環并成為了土星環的一部分。此前也曾從E環的冰粒中檢測出有機分子，但由于是噴出時間較長的老冰粒，有受宇宙輻射的長年影響而發生性質改變的可能。

為獲取更準確的原始數據，研究團隊嘗試對一組歷史觀測數據進行重新分析。該數據由 NASA 與 ESA 聯合運作的土星探測器 “卡西尼號（Cassini）” 在 2008 年 10 月執行土衛二飛掠任務（即 “E5 次飛掠”）時采集。

在這次飛掠中，卡西尼號（Cassini）的“宇宙塵埃分析儀（CDA）”記錄了以每秒17.7公里的速度撞擊探測器的冰粒數據。這些冰粒在幾分鐘前從土衛二（Enceladus）噴出，是近乎 “新鮮” 的樣本。

▲NASA和ESA的土星探測器“卡西尼號（Cassini）”觀測到噴出羽流的土衛二。拍攝于2006年5月（圖源: NASA/JPL/Space Science Institute）

經過數年的深入分析，研究團隊得出關鍵結論：新鮮冰粒中不僅檢測到了與 E 環老舊冰粒相同的有機分子（含芳基與氧元素的有機分子），更證實了這些有機分子可能源自土衛二（Enceladus）的地下海。

研究還在新鮮冰粒中發現了脂肪族、環狀酯、烯烴、醚和乙基等新化合物。在地球上，這些分子在一系列化學反應中扮演關鍵角色，這些反應最終會合成生命所必需的復雜分子，是生命形成過程中的重要基石。

哈瓦賈博士指出：“所發現的有機分子增強了土衛二的宜居潛力，因為從這些分子到生物學相關化合物之間存在多種可能的形成路徑。”

▲ESA計劃在21世紀40年代發射的土衛二（Enceladus）探測任務的概念圖Credit: ESA）

▲ 歐洲航天局（ESA）構想的土衛二（Enceladus）探測任務示意圖，計劃于 21 世紀 40 年代發射。任務流程包括：用兩枚阿麗亞娜 6 號火箭發射探測器組件、在太空中完成組裝、飛往土星、進入土星軌道、飛掠土星多顆冰衛星（包括土衛四 Dione、土衛一 Mimas、土衛六 Titan、土衛五 Rhea、土衛三 Tethys、土衛二 Enceladus）、采集羽流樣本、進入土衛二軌道、著陸于土衛二南極（圖片來源：ESA）

基于此次的研究成果，歐洲航天局（ESA）提及了一項構想中的土衛二探測任務——該任務計劃于21世紀40年代初發射升空。按照計劃，探測器將著陸在土衛二的南極地區，并進行樣本的采集與分析。

自科學界首次提出土衛二存在地下海的推測以來，已過去 20 年。土衛二，這顆位于太陽系生命探測最前沿的星球，究竟是否存在生命？若能在此處發現生命，無疑將是人類探索宇宙歷程中的重大突破；但即便最終未發現生命，這一探索結果同樣具有里程碑意義。

"這是因為，如果條件適宜的環境中卻不存在生命，將會引出一個極具科學價值的核心問題：‘為何在條件完備的情況下，生命仍未出現？’。”哈瓦賈博士如此解釋道。

這項揭示了土衛二（Enceladus）宜居可能性的新研究成果，已整理成論文發表于《自然·天文學》期刊。

責任編輯：甘林

牧夫新媒體編輯部

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由ESO拍攝的NGC 4438 與 NGC 4435

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