土卫二海洋中发现新型复杂有机物
上个月,科学家曾报告称,在土星卫星土卫二上发现的一些有机分子可能是由辐射作用产生的,这与此前普遍认为它们起源于月球冰层下隐藏海洋的观点形成了鲜明对比。
然而,近期一个国际研究团队对卡西尼号任务的数据进行了新分析,发现了一些新的复杂有机物,这些分子几乎可以肯定来自土卫二冰层以下的海洋。研究团队于 2025 年 10 月 1 日表示,这些有机分子存在于卡西尼号飞越土卫二时,从水蒸气羽流中采集到的冰粒中。
羽流中的有机物来自地下海洋
土卫二的冰层上有巨大的裂缝,被科学家称为“虎纹”。冰粒从这些裂缝中喷出,在几分钟内撞击卡西尼号的宇宙尘埃分析仪(CDA),保证了采集到的样本非常新鲜。这些冰粒中的有机物提供了直接证据,显示地下海洋中存在复杂的化学反应。
自 2008 年卡西尼号首次飞越羽流以来,科学家们就发现了其中含有有机物。随着后续分析,确认羽流中既有简单有机分子,也有复杂分子。卡西尼号还在土星的 E 环中检测到这些颗粒,说明这些物质不仅局限于羽流本身。
德国柏林自由大学的研究负责人 Nozair Khawaja 表示,冰粒中发现的有机物甚至包括氨基酸的前体。然而,E 环中的物质可能在太空中存在多年,受到辐射影响,其化学成分可能已发生变化。相比之下,新鲜喷射的冰粒提供了更接近原始状态的样本。
新发现的新型复杂有机物
最新分析显示,冰粒撞击分析仪的速度对检测结果有重要影响。较高的撞击速度能够避免水分子簇干扰,使研究人员发现之前未能检测到的复杂有机分子。
研究人员在这些新鲜样本中发现了此前未见的化学物质,包括脂肪族化合物、环状酯和烯烃、醚及乙基化合物,以及暂定的含氮和含氧化合物。在地球上,这类分子是形成生命所需更复杂有机物的前体。这一发现表明,土卫二海洋中存在适宜生命形成的潜在条件。
柏林自由大学的另一位研究员 Frank Postberg 补充说,这些新发现证实,土卫二 E 环中检测到的复杂有机分子不仅是长期暴露在太空中的产物,它们实际上直接来自地下海洋。
土卫二海洋的宜居潜力
虽然目前还没有直接发现土卫二生命的证据,但这些复杂有机物的存在极大增加了其海洋潜在宜居性的可能性。从卡西尼号的数据来看,这些有机分子显示出丰富的化学多样性,为未来研究提供了重要线索。
科学家们预计,未来欧空局计划于 2040 年代初发射的新型任务,将对土卫二进行实地探测,采集样本进行更深入分析。这将帮助我们更好地理解土卫二的海洋环境,甚至可能揭示生命的存在。
科学争议与探索前景
最近的研究与上个月提出的另一种假设形成对比:即部分有机分子可能是土星磁场辐射作用的产物。实际上,可能两者兼而有之:一些分子来自辐射,另一些则直接源自地下海洋。科学界常常存在不同假说,这正是推动研究前进的动力。
正如 Khawaja 所说,即使最终没有发现生命,了解土卫二的海洋状况也是巨大的科学发现,同时也为探索太阳系其他冰冷卫星提供了参考。
一句话总结:新分析表明,土卫二海洋中存在复杂有机物,暗示了丰富的化学环境和潜在的宜居条件。