土星的海洋衛(wèi)星土衛(wèi)二恩克拉多斯能夠支持生命
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時(shí)間：2025-12-10 12:22:41
卡西尼號(hào)在2017年4月至9月的最后一次軌道飛行中穿過恩克拉多斯羽狀物的快照（圖片來(lái)源：uux.cn美國(guó)國(guó)家航空航天局/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室-加州理工學(xué)院/空間科學(xué)研究所）
（神秘的地球uux.cn）據(jù)《對(duì)話》（Fabian Klenner）：Fabian Klenner是華盛頓大學(xué)的行星科學(xué)家和天體生物學(xué)家。他的海多研究重點(diǎn)是探索太陽(yáng)系中的冰衛(wèi)星，特別是洋衛(wèi)西安包夜美女全套外圍上門外圍女（電話微信156-8194-*7106）提供頂級(jí)外圍女上門，伴游，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求土星的衛(wèi)星恩克拉多斯和木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二。
土星有146顆已確認(rèn)的星土衛(wèi)星，比太陽(yáng)系中的衛(wèi)恩任何其他行星都多，但其中一顆名為恩克拉多斯的克拉衛(wèi)星脫穎而出。它似乎具有生命的支持成分。
2004年至2017年，生命美國(guó)國(guó)家航空航天局、土星歐洲航天局和意大利航天局聯(lián)合執(zhí)行的海多卡西尼號(hào)任務(wù)調(diào)查了土星及其環(huán)和衛(wèi)星。卡西尼號(hào)取得了驚人的洋衛(wèi)發(fā)現(xiàn)。恩克拉多斯直徑只有313英里（504公里），星土在其覆蓋整個(gè)月球的衛(wèi)恩西安包夜美女全套外圍上門外圍女（電話微信156-8194-*7106）提供頂級(jí)外圍女上門，伴游，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求冰殼下蘊(yùn)藏著液態(tài)海洋。
衛(wèi)星南極的克拉間歇泉將海水形成的氣體和冰粒噴射到太空中。
盡管卡西尼號(hào)的支持工程師們沒有預(yù)料到會(huì)分析恩克拉多斯正在積極排放的冰粒，但他們確實(shí)在航天器上安裝了一個(gè)灰塵分析儀。該儀器單獨(dú)測(cè)量了排放的冰粒，并向研究人員介紹了地下海洋的成分。
作為一名研究土衛(wèi)二冰粒的行星科學(xué)家和天體生物學(xué)家，我對(duì)這顆或其他冰衛(wèi)星上是否有生命感興趣。我也想了解像我這樣的科學(xué)家是如何檢測(cè)到它的。
生活必需品
就像地球的海洋一樣，恩克拉多斯的海洋也含有鹽，其中大部分是氯化鈉，通常被稱為食鹽。海洋還含有各種碳基化合物，它有一個(gè)稱為潮汐加熱的過程，在月球內(nèi)產(chǎn)生能量。液態(tài)水、碳基化學(xué)物質(zhì)和能源都是生命的關(guān)鍵成分。
2023年，我和其他科學(xué)家在源自恩克拉多斯海洋的冰粒中發(fā)現(xiàn)了磷酸鹽，這是另一種支持生命的化合物。磷酸鹽是磷的一種形式，對(duì)地球上的所有生命都至關(guān)重要。它是DNA、細(xì)胞膜和骨骼的一部分。這是科學(xué)家們第一次在地外海洋中檢測(cè)到這種化合物。
恩克拉多斯的巖石核心很可能通過熱液噴口與海洋相互作用。這些熾熱的間歇泉狀結(jié)構(gòu)從海底突出。科學(xué)家預(yù)測(cè)，類似的環(huán)境可能是地球上生命的誕生地。
土星衛(wèi)星恩克拉多斯的內(nèi)部。（圖片來(lái)源：uux.cn/ESA）
檢測(cè)潛在壽命
到目前為止，還沒有人探測(cè)到地球以外的生命。但科學(xué)家們一致認(rèn)為，恩克拉多斯是一個(gè)非常有希望尋找生命的地方。那么，我們?cè)撛趺纯茨兀?br>在2024年3月發(fā)表的一篇論文中，我和我的同事進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，模擬航天器上的灰塵分析儀是否可以檢測(cè)和識(shí)別排放的冰粒中的生命痕跡。
為了模擬太空中的灰塵分析儀記錄冰粒時(shí)對(duì)冰粒的檢測(cè)，我們使用了地球上的實(shí)驗(yàn)室設(shè)置。使用這種設(shè)置，我們將含有細(xì)菌細(xì)胞的微小水束注入真空中，在那里水束分解成液滴。理論上，每一滴都含有一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞。
然后，我們向單個(gè)液滴發(fā)射激光，從水中和細(xì)胞化合物中產(chǎn)生帶電離子。我們使用一種名為質(zhì)譜法的技術(shù)測(cè)量帶電離子。這些測(cè)量幫助我們預(yù)測(cè)，如果航天器上的灰塵分析儀遇到冰粒中含有的細(xì)菌細(xì)胞，它們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么。
我們發(fā)現(xiàn)這些儀器可以很好地識(shí)別細(xì)胞物質(zhì)。設(shè)計(jì)用于分析單個(gè)冰粒的儀器應(yīng)該能夠識(shí)別細(xì)菌細(xì)胞，即使類似恩克拉多斯間歇泉的冰粒中只有0.01%的單個(gè)細(xì)胞成分。
分析儀可以從細(xì)胞物質(zhì)中提取許多潛在的特征，包括氨基酸和脂肪酸。檢測(cè)到的氨基酸代表細(xì)胞蛋白質(zhì)或代謝物的片段，它們是參與細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的小分子。脂肪酸是構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)片段。
在我們的實(shí)驗(yàn)中，我們使用了一種名為阿拉斯加鞘氨醇菌的細(xì)菌。這種培養(yǎng)物的細(xì)胞非常微小，與能夠放入從恩克拉多斯發(fā)射的冰粒中的細(xì)胞大小相同。除了體積小之外，這些細(xì)胞喜歡寒冷的環(huán)境，它們只需要少量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就可以生存和生長(zhǎng)，這與生命適應(yīng)恩克拉多斯海洋條件的方式相似。
卡西尼號(hào)上的特定灰塵分析儀不具備識(shí)別冰粒中細(xì)胞物質(zhì)的分析能力。然而，科學(xué)家們已經(jīng)在設(shè)計(jì)具有更大能力的儀器，以用于未來(lái)可能的恩克拉多斯任務(wù)。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將為這些儀器的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供信息。
未來(lái)的任務(wù)
恩克拉多斯是美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲航天局未來(lái)任務(wù)的主要目標(biāo)之一。2022年，美國(guó)國(guó)家航空航天局宣布，在他們選擇下一個(gè)重大任務(wù)時(shí)，前往恩克拉多斯的任務(wù)具有第二高的優(yōu)先級(jí)——天王星任務(wù)具有最高的優(yōu)先級(jí)。
歐洲航天局最近宣布，恩克拉多斯是其下一次重大任務(wù)的首要目標(biāo)。該任務(wù)可能包括一個(gè)用于冰粒分析的高效灰塵分析儀。
恩克拉多斯并不是唯一一個(gè)擁有液態(tài)海洋的月球。木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二在其冰冷的地殼下也有一個(gè)橫跨整個(gè)月球的海洋。木衛(wèi)二上的冰粒漂浮在地表上方，一些科學(xué)家認(rèn)為木衛(wèi)二甚至可能有像恩克拉多斯這樣的間歇泉，將冰粒射入太空。我們的研究也將有助于研究木衛(wèi)二的冰粒。
美國(guó)國(guó)家航空航天局的“木衛(wèi)二快船”任務(wù)將在未來(lái)幾年訪問木衛(wèi)二。克利伯號(hào)計(jì)劃于2024年10月發(fā)射，并于2030年4月抵達(dá)木星。航天器上的兩個(gè)質(zhì)譜儀之一，表面灰塵分析儀，是為單個(gè)冰粒分析而設(shè)計(jì)的。
克利伯號(hào)上的表面塵埃分析儀將分析木星衛(wèi)星木衛(wèi)二的冰粒。（圖片來(lái)源：uux.cn/NASA/CU Boulder/Glenn Asakawa）
我們的研究表明，如果只存在于少數(shù)排放的冰粒中，這種儀器將能夠發(fā)現(xiàn)細(xì)菌細(xì)胞的哪怕是微小部分。
根據(jù)這些航天機(jī)構(gòu)近期的計(jì)劃和我們的研究結(jié)果，即將到來(lái)的訪問恩克拉多斯或木衛(wèi)二的太空任務(wù)的前景令人難以置信地興奮。我們現(xiàn)在知道，通過目前和未來(lái)的儀器，科學(xué)家應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)這些衛(wèi)星上是否有生命。
