木星衛星或含生命起源物質

木星衛星可能孕育生命前體

西南研究院、馬賽大學和高等研究院開展的新研究揭示了圖中所示原行星盤內復雜有機分子（COMs）可能的形成機制。星際紫外輻射（橙色箭頭）照射盤內物質，營造出多種條件，從而觸發對COM生成至關重要的有機化學反應；在此過程中，冰質塵粒在盤內發生徑向與垂向遷移。類似物質輸運與輻照過程亦存在于木星的行星周盤中。圖片來源：西南研究院

木星的衛星可能天生就具備生命所需的化學條件。

一項包括西南研究所參與的國際合作研究表明，復雜有機分子（COMs）——被廣泛視為生命必需的前體物質——可能在木星伽利略衛星形成過程中就已融入其中。相關成果發表在《行星科學期刊》和《皇家天文學會月刊》的兩篇配套論文中。這些研究共同為木星系統是否在極早期階段就已獲得生命所需成分提供了新的視角。

COMs是含碳化合物，同時還含有氧和氮等對生命至關重要的元素。實驗室實驗表明，當含有甲醇或二氧化碳與氨混合物的冰質塵埃顆粒暴露在紫外光照射或適度加熱條件下時，這些分子便能夠形成。此類條件常見于原行星盤中，即圍繞年輕恒星的廣闊氣體與塵埃云，最終會演化形成行星。

早期太陽系環境建模

為探究這些化合物的形成與遷移過程，科學家將盤狀結構演化模擬與追蹤冰質顆粒運動的模型相結合。這種方法使他們能夠估算出這些塵埃顆粒在不同時間所經歷的溫度和輻射強度。

通過將盤演化模型與顆粒輸運模型相結合，我們能夠精確量化冰質顆粒所經歷的輻射和熱環境，西南研究院太陽系科學與探索部的奧利維爾穆西斯博士說道，他是一篇論文的首席作者。隨后，我們將模擬結果直接與在真實天體物理條件下開展的、用于合成復雜有機分子的實驗室實驗進行了對比。結果表明，復雜有機分子既可在原太陽星云環境中形成，也可在木星的行星周圍盤中形成。

研究團隊匯集了來自西南研究院、法國馬賽大學和愛爾蘭高等研究院的專家。他們構建了原太陽星云（即形成太陽及行星的原始結構）以及木星周圍行星盤（即圍繞年輕氣態巨行星、最終聚集成其衛星的物質盤）的詳細模型。通過整合塵粒輸運模塊，研究人員追蹤了冰質顆粒在這兩類環境中的運動路徑，并重建了最終形成木衛一、木衛二、木衛三和木衛四——木星四顆最大且研究最深入的衛星——的物質所經歷的化學與物理演化歷史。

將生命的基本構成要素運送到伽利略衛星

模擬結果表明，大量冰質顆粒很可能在其中形成了復雜有機分子，并將這些分子帶入木星衛星形成的區域。在某些模型情景中，近半數的顆粒將原太陽星云中新生成的有機分子輸運至木星的行星周盤，并在化學性質基本未發生改變的情況下將其并入正在形成的衛星之中。

該研究還指出第二個來源：木星周圍行星盤的某些區域溫度足夠高，可驅動形成復雜有機分子所需的化學反應。這表明，伽利略衛星可能既從更廣闊的太陽星云中繼承了有機物質，也從數十億年前發生在木星自身行星盤內的化學過程中獲得了有機物質。

海洋世界與生命存在的可能性

木衛二、木衛三和木衛四被認為在其冰殼之下存在地下海洋，這些環境可能具備支持生命的條件。如果這些衛星從形成之初就含有復雜有機分子（COMs），那么它們所擁有的就不僅僅是水和內部能量，還可能具備前生命化學所需的分子成分，包括氨基酸和核苷酸的形成基礎。

我們的研究結果表明，木星的衛星并非以化學上原始的狀態形成。相反，它們可能在誕生之初就吸積或聚集了大量復雜有機分子，從而奠定了化學基礎，這些分子隨后可能與其內部的液態水發生相互作用。

美國國家航空航天局的歐羅巴快船任務和歐洲航天局的木星冰衛星探測器任務正前往木星系統，以研究這些衛星的結構、成分及宜居性。

建立彗星有機物（COMs）形成與輸送的可信路徑，為科學家解讀木星表面及次表層化學成分的后續觀測數據提供了關鍵框架。通過將實驗室化學、原行星盤物理及粒子輸運模型相聯系，我們的研究有助于闡明宜居條件如何植根于行星形成的最初階段。

參考文獻

木星周圍行星盤中復雜有機分子的形成與存續 作者：奧利維耶穆西斯、克萊芒佩泰蘭、托馬貝內斯特庫贊烏、安托萬施內貝格、亞尼斯貝納塞爾 《行星科學雜志》 DOI：10。3847PSJae3559

《向木星系統輸送復雜有機分子》 作者：湯姆貝內斯特庫齊努、阿莉澤阿姆斯勒穆拉尼耶、奧利維耶穆西斯 發表于《皇家天文學會月刊》 DOI：10。1093mnrasstaf2074

BY: Southwest Research Institute

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

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

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