科学家们分析了卡西尼号探测器的数据,发现了从土星的卫星恩克拉多斯喷射出的新的复杂有机分子。这清楚地表明,在其冰下海洋中存在复杂的化学反应。其中一些反应可能是形成更复杂、可能与生命相关的分子的链条的一部分。
这项今天发表在《自然·天文学》上的发现进一步证明了欧洲航天局(ESA)有必要开展一项专门的探测任务,以环绕并登陆恩克拉多斯。
2005年,卡西尼号首次发现了恩克拉多斯冰层下存在隐藏海洋的证据。水柱从该卫星南极附近的裂缝中喷射出来,将冰粒抛入太空。一些微小的冰粒(比沙粒还小)会落回卫星表面,而另一些则会逃逸并形成一个围绕土星的环,该环描绘了恩克拉多斯的轨道。
首席研究员Nozair Khawaja解释了我们已知的情况:“卡西尼号在飞越土星的E环时,不断采集恩克拉多斯的样本。我们已经在这些冰粒中发现了许多有机分子,包括氨基酸的前体。”
环中的冰粒可能已有数百年历史。随着时间的推移,它们可能已经被强烈的太空辐射“风化”并改变了。科学家们想研究新近喷发的冰粒,以便更清楚地了解恩克拉多斯冰下海洋中到底发生了什么。
幸运的是,我们已经掌握了数据。2008年,卡西尼号直接飞越了冰冷的喷雾。几分钟前喷发的、完好无损的冰粒以大约18公里/秒的速度撞击了探测器上的宇宙尘埃分析仪(CDA)。这些不仅是卡西尼号探测到的最“新鲜”的冰粒,也是速度最快的。
速度至关重要。Nozair解释了原因:
“冰粒不仅含有冰水,还含有其他分子,包括有机分子。在较低的撞击速度下,冰会破碎,水分子团簇的信号可能会掩盖某些有机分子的信号。然而,当冰粒高速撞击CDA时,不会形成水分子团簇,我们就有机会看到这些以前隐藏的信号。”
收集以往飞掠的数据并用于解读这些数据花费了数年时间。但现在,Nozair的团队已经揭示了这些新鲜冰粒中存在的分子类型。
他们发现,先前在E环中广泛检测到的某些有机分子也存在于新鲜的冰粒中。这证实了它们是在恩克拉多斯的海洋中形成的。
他们还发现了以前从未在恩克拉多斯的冰粒中观察到的全新分子。新发现的分子碎片包括脂肪族、(杂)环状酯类/烯烃类、醚类/乙烯类,以及——初步来看——含氮和含氧的化合物。

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美国国家航空航天局喷气推进实验室/加州理工学院/太空科学研究所

