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土衛(wèi)二上首次發(fā)現(xiàn)磷元素,具備支持已知生命形式的全部基本元素
最后更新: 2023-06-16 11:08:01(觀察者網(wǎng)訊)據(jù)美國國家航空航天局(NASA)噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)網(wǎng)站14日消息,天文學(xué)家首次在土衛(wèi)二噴射的冰粒子中檢測到了高濃度的磷,這是支持已知生命形式的關(guān)鍵元素之一。該發(fā)現(xiàn)表明,土衛(wèi)二冰層下的海洋包含構(gòu)成生命的全部六種基本元素。
NASA噴氣推進(jìn)實驗室網(wǎng)站報道截圖
這項研究基于美國“卡西尼”號土星探測器收集到的數(shù)據(jù),該探測器在1997年發(fā)射升空,2004年抵達(dá)土星軌道。在2017年9月沖入土星大氣層墜毀之前,“卡西尼”號探測器多次飛越土星E環(huán)和土衛(wèi)二,收集了大量觀測數(shù)據(jù)。
土衛(wèi)二是土星的第六大衛(wèi)星,表面被冰層覆蓋。但“卡西尼”號的觀測數(shù)據(jù)表明,這顆衛(wèi)星的冰層下存在液體海洋。天文學(xué)家還注意到,土衛(wèi)二南極冰殼存在巨大的裂縫,以“間歇泉”的形式向太空噴射水蒸氣和冰粒子,為土星環(huán)外圍彌散的E環(huán)提供物質(zhì)。
美國“卡西尼”號探測器在2009年11月拍攝的土衛(wèi)二南極噴射流照片 圖自NASA網(wǎng)站
在飛越土衛(wèi)二表面羽流和土星E環(huán)的過程中,“卡西尼”號探測器對這些冰粒子進(jìn)行了采樣和分析。德國行星科學(xué)家弗蘭克·波斯特貝格(Frank Postberg)領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊在研究“卡西尼”號數(shù)據(jù)的過程中發(fā)現(xiàn),E環(huán)部分冰粒子中含有高濃度的磷酸鈉。
來自歐洲和日本的研究者通過實驗和分析后進(jìn)一步確定,土衛(wèi)二的液態(tài)海洋中含有磷,它們存在于不同的磷酸鹽中,其濃度至少是地球海洋的100倍。該項研究已于6月14日發(fā)表在知名科學(xué)期刊《自然》雜志上。
報道稱,這是科學(xué)家首次在土衛(wèi)二的海洋中發(fā)現(xiàn)磷,也是首次在地球以外的海洋中發(fā)現(xiàn)這一基本元素。此前,科學(xué)家已經(jīng)在土衛(wèi)二的冰粒子中檢測到碳、氫、氮、氧和硫,這意味著土衛(wèi)二具備支持已知生命形式的全部六種基本元素。
2008年10月,“卡西尼”號探測器拍攝的土衛(wèi)二圖像 圖自NASA網(wǎng)站
“磷酸鹽形式的磷對DNA和RNA、細(xì)胞膜和ATP的產(chǎn)生至關(guān)重要。如果沒有磷酸鹽,我們已知的生命形式無法存在?!辈ㄋ固刎惛裾f,“以前的地球化學(xué)模型在土衛(wèi)二海洋是否存在磷酸鹽的問題上存在分歧,但卡西尼號的探測結(jié)果表明,土衛(wèi)二海洋中存在這種重要成分?!?
論文的合著者之一,美國得克薩斯州西南研究院的行星科學(xué)家克里斯托弗·格萊因(Christopher Glein)對美國“太空”網(wǎng)表示,“唯一不那么直接的是,磷酸鹽是在土星E環(huán)中發(fā)現(xiàn)的,而不是羽流中的冰粒子。但我們知道,E環(huán)物質(zhì)來源于土衛(wèi)二的羽流,這沒什么神秘的?!?
美國《國家地理》網(wǎng)站指出,以前的研究認(rèn)為,地球和太陽系中的磷酸鹽通常存在于巖石中,所以原則上很難在海洋中找到。格萊因分析稱,土衛(wèi)二上的高濃度磷酸鹽是富含碳酸鹽的液態(tài)水與海底巖石礦物相互作用的結(jié)果,“這也可能發(fā)生在其他擁有海洋的星球上。”
但格萊因強(qiáng)調(diào),土衛(wèi)二擁有構(gòu)成生命的元素,不代表這顆衛(wèi)星擁有可以承載生命的環(huán)境,至少現(xiàn)在人類還沒有在地球以外的地方發(fā)現(xiàn)過生命,“擁有這些成分很重要,但它們未必能讓地外環(huán)境承載生命。土衛(wèi)二的海洋是否存在生命依然是未知數(shù)。”
法國國家科學(xué)研究中心的行星科學(xué)家加布里埃爾·托比(Gabriel Tobie)也指出,這項發(fā)現(xiàn)還存在一些未能解答的問題,未來的研究需要確定,磷酸鹽是否在土衛(wèi)二的海洋中隨處可見,或者只是碰巧存在于幾個地方。
美國有線電視新聞網(wǎng)(CNN)稱,有關(guān)土衛(wèi)二的發(fā)現(xiàn)為天文學(xué)家提供了更多的研究方向,例如在木星和土星的衛(wèi)星之中,木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和土衛(wèi)六都可能具備與土衛(wèi)二相似的環(huán)境。
歐洲航天局的木星冰月探測器已于今年4月發(fā)射升空,預(yù)計將在2031年7月抵達(dá)木星,重點探測木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四這三顆冰衛(wèi)星。NASA則計劃在2024年發(fā)射“木衛(wèi)二快船”探測器,它將繞木星運(yùn)行并飛越木衛(wèi)二約50次,收集這顆衛(wèi)星表面及冰層下方的數(shù)據(jù)。
本文系觀察者網(wǎng)獨家稿件,未經(jīng)授權(quán),不得轉(zhuǎn)載。
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