在土衛二上發現的複雜有機物對發現生命有什麼意義？

富含碳的有機分子可能是構成生命的基石，在土星衛星土衛二表面從裂縫中噴出的水柱中被發現。這一發現提高了土衛二作為太陽系中尋找生命的最佳地點名聲。土衛二的羽流是由美國宇航局的卡西尼號太空船發現，它位於土衛二南半球313英里寬(504公里)處，由許多被稱為「虎紋」的裂縫散發出來。這些羽狀流的來源是一個鹼性和輕微鹹的地下海洋，在那裡有可能發現生命。雖然海洋目前超出我們的能力範圍，但是這些羽流提供了一種從軌道上取樣海洋的方法。

土星冰冷的衛星土衛二，線形的「虎紋」可以在底部看到。圖片：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

因此「卡西尼」號多次飛越煙柱，用它的宇宙塵埃分析儀、離子和中性質譜儀「品嘗」它們。發表在《自然》上的最新研究結果中，科學家們發現，在這些羽流俯衝過程中，卡西尼探測到了巨大的、複雜的有機分子。以前只有非常簡單的有機分子，如甲醇，在羽流中被發現。

有機起源

有機分子是由碳原子長鏈構成的，是生物分子的主要組成部分，這些分子可以促進生命的生物化學，如DNA和RNA，並可由生物過程產生。然而有機分子的存在並不一定意味著土衛二上有生命：有機物也可以通過涉及水和岩石相互作用的地球化學過程形成。聖安東尼奧西南研究所的地球化學家、《自然》論文的作者克里斯托弗·格林說：為了確定有機分子是如何形成的，識別它們組成「是(它們)起源的關鍵。

土衛二的羽狀結構，由美國宇航局的卡西尼號太空船拍攝。圖片：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

卡西尼號是在1997年發射的，幾乎是在發現羽狀羽之前的十年，它的儀器並不是用來取樣或區分複雜的有機分子的。格林恩在接受《天體生物學》採訪時表示：我們需要識別羽毛中哪些特定的有機分子，這將幫助我們確定它們中的任何一個，或者它們中的任何一組，都可以被認為是生物特徵。

基本的生命要求

這已經不是第一次在太陽系的其他地方發現複雜的有機分子了。此前人們在碳質球粒隕石、彗星塵埃尾以及土星的另一顆衛星——土衛六的大氣中都發現了它們。然而特別的是，在土衛二發現這些來自可居住的液態水海洋的物質。除了液態水和複雜的有機化學之外，另一個基本要求是生命賴以生存的能量來源。當卡西尼號在2015年10月飛越其中一個煙柱時，它探測到被認為是在海底熱液噴口的地球化學反應中形成的氫分子。如果這個假設是正確的，而且存在這樣的噴口，那麼它們就可以成為土衛二海洋中存在的任何微生物的充足營養來源。

土衛二的橫截面，顯示出它的冰殼、地下海洋和岩石內核，這些羽流來自月球南極附近的「虎紋」裂縫。圖片：NASA/JPL-Caltech

未來的任務

在2017年9月「卡西尼」號有意識地潛入土星大氣層以結束它的任務之後，科學家們所能做的就不多了，直到一項新任務帶著專門用來研究羽流的儀器進入土衛二。任何未來的任務將需要進行高解析度質譜的羽毛,和進一步的質譜、氣相色譜法在表面的虎紋,可能是緊隨其後的是月球任務,真正理解過程是發生在土衛二和生活是否可能是他們的核心。還不知道這些過程是什麼，我們只是看到並欣賞冰山一角。

博科園-科學科普｜文：Keith Cooper/Space

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