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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
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▲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。
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▲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。”
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▲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
『天文濕刻』 牧夫出品
微信公眾號:astronomycn
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由ESO拍攝的NGC 4438 與 NGC 4435
謝謝閱讀
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