亚利桑那大学研究人员领导的一项新研究表明 ， 土星83颗卫星之一的土卫二是否可能存在微生物外星生命 ， 这一谜团可能通过轨道空间探测器来解决 。 在《行星科学杂志》上发表的一篇论文中 ， 研究人员描绘了一个假设的太空任务如何提供确切的答案 。
1980年 ， 当NASA的旅行者1号飞船首次对土卫二进行勘测时 ， 它看起来像是天空中一个小而不太令人兴奋的“雪球” 。 后来 ， 在2005年至2017年期间 ， 美国宇航局的卡西尼号探测器在土星系统周围飞驰 ， 并对土星复杂的环和卫星进行了前所未有的详细研究 。 当卡西尼号发现土卫二厚厚的冰层中隐藏着一个巨大的、温暖的盐水海洋 ， 甲烷是一种通常来自地球上微生物生命的气体 ， 科学家们对此感到震惊 。
当卡西尼号飞过土卫二表面喷发出的巨大水柱时 ， 发现了甲烷和其他构成生命基础的有机分子 。 当这颗微小的卫星围绕着这颗环形气体巨星运行时 ， 它受到土星巨大引力场的挤压和牵引 ， 由于摩擦而使其内部升温 。 结果 ， 壮观的水柱从土卫二冰冷表面的裂缝和裂缝喷射到太空 。
去年 ， 位于巴黎的UArizona和巴黎科学与通讯大学的一个科学家团队计算出 ， 如果土卫二上可能出现生命 ， 那么它的存在很有可能解释为什么月球会喷出甲烷 。
“要知道情况是否如此 ， 我们必须回到土卫二去看看 ， ”这篇新论文的高级作者、UArizona生态与进化生物学系副教授Regis Ferriere说 。
在他们的最新论文中 ， Ferriere和他的合作者报告说 ， 虽然假设土卫二海洋中活微生物的总质量很小 ， 但只要从轨道航天器上进行一次访问 ， 就可以确定土卫二外壳下的海洋中是否存在类地微生物 。
费里埃说：“显然 ， 派遣一个机器人在冰缝中爬行并深潜到海底并不容易 。 ”他解释说 ， 已经设计了更现实的任务 ， 将使用升级后的仪器像卡西尼号一样对羽状物进行采样 ， 甚至将其降落在月球表面 。
他说：“通过模拟一个准备更充分、更先进的轨道航天器仅从羽流中收集的数据 ， 我们的团队现在已经表明 ， 这种方法足以自信地确定土卫二的海洋中是否有生命 ， 而无需实际探测月球的深处 。 ” 。 “这是一个令人激动的视角 。 ”
土卫二距离地球约8亿英里 ， 每33小时绕土星一圈 。 虽然月球甚至没有亚利桑那州那么宽 ， 但由于其表面 ， 它在视觉上很突出；就像一个在阳光下闪闪发光的冰冻池塘一样 ， 月球反射的光线与太阳系中其他物体不同 。 沿着月球的南极 ， 至少有100个巨大的水柱从冰冷的地貌裂缝中喷发出来 ， 就像火山喷发的熔岩一样 。
科学家们认为 ， 这些间歇泉状特征喷出的水蒸气和冰颗粒促成了土星标志性的光环之一 。 卡西尼号宇宙飞船对这种喷出的混合物进行了采样 ， 这种混合物将土卫二海洋深处的气体和其他颗粒带了上来 。
卡西尼号探测到的过量甲烷让人联想到在地球海洋无光深处发现的异常生态系统：热液喷口 。 在这里 ， 在两个相邻的构造板块的边缘 ， 海底下方的热岩浆加热了多孔基岩中的海水 ， 产生了“白烟” ， 喷出灼热的矿物饱和海水 。 由于没有阳光 ， 生物体依靠储存在白色吸烟者释放的化学化合物中的能量维持生计 。
费里尔说：“在我们的星球上 ， 尽管有黑暗和疯狂的压力 ， 热液喷口仍然充满了大大小小的生命 。 ” 。 “那里最简单的生物是被称为产甲烷菌的微生物 ， 即使在没有阳光的情况下也能为自己提供能量 。 ”
产甲烷菌将二氢和二氧化碳转化为能量 ， 释放出甲烷作为副产品 。 费里尔的研究小组根据土卫二有产甲烷菌的假设对其计算进行了建模 ， 这些产甲烷菌栖息在与地球上发现的类似的海洋热液喷口中 。 通过这种方式 ， 研究人员计算了土卫二上产甲烷菌的总质量 ， 以及它们的细胞和其他有机分子通过羽状物喷出的可能性 。
该论文的第一作者安东尼·阿夫霍尔德说：“我们惊讶地发现 ， 假设的细胞数量只相当于土卫二全球海洋中一头鲸鱼的生物量 。 ”
这篇论文包括了关于必须从羽流中收集的最小数量的材料的建议 ， 以自信地寻找微生物细胞和某些有机分子 。 可观察到的细胞将显示生命的直接证据 。
“真正的细胞被发现的可能性可能很小 ， ”阿夫霍尔德说 ， “因为它们必须通过从深海到太空真空的羽流中的放气过程才能生存下来——对于一个微小的细胞来说 ， 这是一段相当漫长的旅程 。 ”
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