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土星飞行器探测到 从土卫二内部冒出复杂的有机

[日期:2018-07-03] [来源:] [责任编辑:]
除了揭示萨图恩的环和泰坦的表面和大气层(萨图恩最大的卫星)外,它还负责发现来自EnelADOUS南极极地的水柱。这些羽状物的发现引发了关于月球内部可能存在生命的广泛争论。

卡西尼号轨道飞行器在九月2017号任务结束前揭示了萨图恩系统的许多令人着迷的东西。除了揭示萨图恩的环和泰坦的表面和大气层(萨图恩最大的卫星)外,它还负责发现来自EnelADOUS南极极地的水柱。这些羽状物的发现引发了关于月球内部可能存在生命的广泛争论。
 
这部分是基于证据表明羽流一直延伸到月球的核/地幔边界,并包含生命必需的元素。多亏了德国海德堡大学研究人员领导的一项新研究,现在已经证实羽状物含有复杂的有机分子。这是首次在地球以外的物体上检测到复杂的有机物,并为月球提供生命支持。

这项研究题为“来自土卫二深处的高分子有机化合物”,最近发表在《自然》杂志上。这项研究由海德堡大学地球科学研究所的Frank Postberg和Nozair Khawaja领导,包括来自莱布尼茨表面改性研究所(IOM)、西南研究所(SWRI)、NASA喷气推进实验室和多个Unver的成员。需要。


《卡西尼号太空探测器》所描绘的土卫二的“虎纹”。信用:美国宇航局/喷气推进实验室/欧洲航天局
 
自2005以来,卡西尼首次观测到了从月球南极表面通过表面裂纹(绰号“虎纹”)喷出的水柱,这是科学争论的主题。根据卡西尼-惠更斯探测器的测量结果,这些排放物主要由水蒸气组成,并含有分子氮、二氧化碳、甲烷和其他烃类。

成像、质谱和磁层数据的组合分析也表明所观察到的南极极烟羽是从加压地下室发出的。这是在2014的卡西尼任务证实的,当探测器进行重力测量时,表明存在一个厚度约为10公里的南极地下海洋液态水。
 
在探测器进入萨图恩大气层之前不久,探测器还获得了数据表明内部海洋已经存在了一段时间。由于先前的读数表明内部存在热液活动和模拟内部的模拟,科学家得出结论,如果岩心足够多孔,这项活动就可以提供足够的热量来维持内部海洋长达数十亿年。
 
然而,以前的卡西尼数据的研究只能够识别羽物质中的简单有机化合物,分子质量大多低于50原子质量单位。为了他们的研究,研究小组观察到羽流结冰颗粒中复杂的大分子有机物质的证据,这些物质的质量超过200个原子质量单位。

恩塞拉多斯岩芯的热液活动和富含有机物的气泡的上升。信用与版权:ESA;F. Postberg等人(2018)
 
 
这构成了对外星体上复杂有机物的首次探测。正如Khawaja博士在最近的ESA新闻稿中解释的:
 
“我们发现了大分子片段,显示了非常复杂的有机分子典型的结构。这些巨大的分子包含一个复杂的网络,通常由数百个碳原子、氢原子、氧原子和可能的氮原子构成,它们形成环状和链状的子结构。
 
所检测到的分子是在卡西尼号上以大约30000公里/小时的速度射出的冰粒撞击尘埃分析仪器的结果。然而,研究小组相信这些仅仅是在EnelADUS冰面下面的较大分子的碎片。当他们在研究中陈述时,数据表明海洋顶部有一层薄薄的富含有机物的薄膜。
 
这些大分子将是复杂的化学过程的结果,这可能是与生命有关的过程。另外,它们可能来源于原始物质,类似于某些陨石中发现的物质,或者是由水热活动产生的(如团队怀疑的)。正如Postberg博士所解释的:
 
在我看来,我们发现的碎片是水热成因的,在EnelADUs的水热活性核内被处理:在我们预期的高压力和暖温度下,有可能出现复杂的有机分子。


艺术家绘制了一个内幕的地壳剖面图,显示了热液活动可能导致月球表面的水柱。NASA GSFC/SV,NASA / JPL加州理工学院/西南研究所
 
如前所述,最近的模拟表明,月球可能通过其内部海洋的热液活动产生足够的热量,已经存在了数十亿年。这项研究在这一场景中展示了如何通过热液喷口将有机材料注入海洋。这与地球上发生的情况类似,科学家相信这一过程可能对我们星球上生命的起源起着至关重要的作用。
 
在地球上,有机物质能够积聚在由热液喷口产生的上升气泡的壁上,然后上升到表面并被海水喷雾和气泡爆裂分散。科学家相信类似的过程正在发生在土卫二上,在那里,气泡从海洋中升起,可以将有机物质从地核地幔边界向冰冻的表面输送。
 
当这些气泡在表面爆裂时,它有助于分散一些有机物,然后这些有机物就变成了通过老虎裂缝的盐分喷雾的一部分。这种喷雾剂在到达太空时冻结成冰冷的微粒,在土星系统中发送有机物质和冰,现在已经探测到了。如果这项研究是正确的,那么生命的另一个基本成分就存在于土卫二的内部,使那里的生活变得更加强大。
 
这只是卡西尼发现的一系列长线中最新的一个,其中许多人指出了萨图恩卫星上的某些生命存在的可能性。除了确认太阳系“海洋世界”中的第一个有机分子外,卡西尼还发现了丰富的益生菌环境和泰坦有机化学的有力证据。

在未来,多个任务预计会返回这些卫星,以收集更多潜在生命的证据,拾起可敬的卡西尼离开的地方。卡西尼太长了,谢谢你!




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