在土星卫星的外星海洋中发现复杂化学现象的新证据

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/10/Moons_of_the_giant_planets.jpg重新审视近二十年前美国国家航空航天局（NASA）卡西尼号探测器收集的数据后发现，土星的冰卫星恩克拉多斯上存在新的复杂有机分子，这表明在其隐藏海洋深处正发生着诱人的化学反应。
德国斯图加特大学的天体生物学家诺扎尔·哈瓦贾带领的团队，在从恩克拉多斯外壳裂缝中喷出的水冰羽流中，识别出大量有机分子，其中有几种是首次在此情境下被发现。
这项研究标志着首次对新喷出的羽流颗粒进行详细化学分析，而非对土星E环中那些历经空间风化的较老颗粒进行分析。
虽然形成这些分子的过程是非生物性的，即非生命起源的，但其中许多分子对生物系统至关重要，或可作为生命的前体物质。
哈瓦贾表示：“从我们在卡西尼号数据中发现的有机分子，到潜在与生物相关的化合物，存在多种可能途径，这增加了该卫星适宜居住的可能性。”
更有趣的是，检测到的分子表明，恩克拉多斯的环境与地球上一些已知生命繁衍的环境类似，即深海热液系统。地球上的热液喷口产生许多相同种类的有机物，新结果表明，如今恩克拉多斯的海底可能也存在类似的化学活动。
恩克拉多斯是太阳系中最有希望寻找外星生命的地点之一。我们知道，在其数公里厚的冰冷外壳下有一片广阔的液态海洋；事实上，卡西尼号土星探测器曾多次穿过从下方喷出的巨大水蒸气和冰羽流。
此外，在土星系统中，恩克拉多斯受复杂引力作用而被拉扯，这种拉扯会以一种能产生大量内部热量的方式对其核心施加作用力。
在距离太阳较远且寒冷的土星区域，地球上我们熟知的生命形式可能难以依靠光合作用生存。然而，在地球海洋深处，阳光无法到达之处，围绕炽热的火山喷口却有繁荣的生态系统，这些喷口向周围水域释放维持生命的化学物质。科学家认为，恩克拉多斯上可能存在类似的喷口。
卡西尼号对从恩克拉多斯喷出并形成土星E环的物质样本进行分析，该环主要由微小冰粒组成，分析结果揭示了有机分子的存在。对2005年至2015年间直接从羽流中收集的样本进行分析，也暗示了该卫星海洋中有趣的化学现象。
然而，使用卡西尼号的宇宙尘埃分析仪（CDA）收集的数据在进行详细分析时存在一些障碍。CDA从土星E环收集了数十万冰粒光谱，提供了大量数据供梳理。此外，羽流飞越数据噪声明显更大，分析难度更高。
2008年，卡西尼号以每秒17.7公里（11英里）的极高速度穿过羽流，这是其所有恩克拉多斯飞越任务中的最高速度。即使数据噪声极大，但这种速度产生的数据是其他方式无法获得的。
哈瓦贾解释说：“冰粒不仅包含冻结的水，还包含其他分子，包括有机物。在较低撞击速度下，冰会破碎，水分子团簇的信号可能会掩盖某些有机分子的信号。但当冰粒快速撞击CDA时，水分子不会团簇，我们就有机会看到这些此前隐藏的信号。”
他和他的同事使用新开发的分析技术，包括与大型开放数据库进行实验室光谱匹配，得以消除噪声并找到这些信号，揭示了从恩克拉多斯内部新喷出的化学物质，与E环中的较老物质形成对比。
结果揭示了一系列芳烃、醛、酯、醚和烯烃，以及氮氧化合物的迹象。这些化合物的存在证实，在土星E环中发现的类似分子源自恩克拉多斯内部，而非空间风化的产物。
随着卡西尼号早期对盐、氢和磷酸盐的发现，这意味着构成生命所必需的六种CHNOPS元素中，已有五种被检测到，仅剩下硫元素有待发现。
研究团队表示，这些化合物都是非生物产生的，但其中许多是生物化学的前体。此外，它们与热液环境相符，这是目前证明恩克拉多斯存在此类系统的最佳证据。
从现在起，研究前景比以往任何时候都更加令人兴奋。
哈瓦贾说：“即使在恩克拉多斯上未发现生命，这也将是一项重大发现，因为这引发了严肃的问题，即当适宜条件存在时，为何这样的环境中没有生命。”
“目前我们正在探索的数据中还有更多内容，所以我们期待在不久的将来有更多发现。” 该研究已发表在《自然·天文学》杂志上。