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土衛二內部海洋是否存在胺基酸

2024-01-27科學

冰冷的冥王星因塵。

土星的衛星土衛二(Enceladus)的噴泉噴射出來的羽毛是如此強大,以至於一個存取的航天器可以在不必著陸的情況下取樣這個小衛星的內部。而且,他們也足夠溫和,以至於如果啟動生命所需的分子存在於土衛二的內部海洋中,它們不會在被噴射出來時被破壞,而是可以被未來的太空任務完整地收集。同樣的情況可能也適用於木衛二,這增加了「木衛二飛行器」抵達木星時我們會發現一些真正令人興奮的東西的可能性。

土星的衛星土衛二在冰殼下有一個液態水海洋,最近的幾項研究發現所有構成生命所需的成分都存在那裏。我們不清楚這些成分是否已經結合成胺基酸,通常被稱為「生命的基石」。然而,由於噴泉將樣本射到太空中,只要我們給太空航天器配備了足夠敏感的器材,太空航天器就應該有能力找出答案。

有一個「但是」,或者之前認為有一個「但是」。大分子無法在不破裂成其組成元素,或者至少更簡單的分子的情況下承受極端力量。天體生物學家擔心,如果土衛二確實含有胺基酸,甚至可能還有DNA,在太空中飄浮著的話,它們可能會被撞擊到太空航天器的收集板上而被摧毀。

如果真的如此,未來的任務不會讓人更加了解情況,這與我們在火星上找到生命並殺死它的想法是一個令人沮喪的重復。如果是這樣,我們將依賴登陸器,還有可能是像這條蛇一樣的奇怪機器人,來完整地收集來自內部海洋的樣本。

好訊息是,根據加州大學聖地亞哥分校的羅拔·康蒂內蒂(Robert Continetti)教授和他的同事們的說法,這是沒有必要的,因為胺基酸足夠堅韌,可以在旅行中存活下來。確切地說,作者們計算出,它們可以在至少每秒4.2公裏(2.6英裏)的沖擊速度下存活,這個速度是土衛二噴出的分子所面對的10倍。這為試圖在穿過羽毛時捕捉顆粒的航天器設定了一個非常實際的最大速度。

康蒂內蒂建造了一個氣溶膠沖擊光譜儀,用於觀察氣溶膠和其他顆粒碰撞時會發生什麽。

「這個器材是世界上唯一一個可以選擇單個顆粒並加速或減速它們到指定最終速度的器材,」康蒂內蒂在一份聲明中說道。「從幾微米到數百納米,各種材料,我們能夠研究顆粒的行為,比如它們如何散射或在撞擊時它們的結構如何變化。」

盡管不是打算的,但是這個儀器出色地用於將冰顆粒撞擊到表面並研究後果,比如土衛二噴出的冰顆粒。

如果如我們所希望地,土衛二內部存在胺基酸,它們可能會攜帶在像這樣的冰顆粒上進入太空。

「這對於在太陽系其他地方探測生命,而不需要在這些海洋世界衛星的表面進行任務,有很多令人興奮的意義,」康蒂內蒂說。

我們對於木衛一的情況了解更少,那裏的噴泉來時去時,與內部海洋的任何聯系都是不確定的。但是,雖然到土衛二的任務是純屬假設,但如果一切順利,我們很快就會在木衛一的附近采樣顆粒。因此,了解胺基酸足夠堅韌,它們有很好的存活機會,如果有的話,它們經歷類似的旅程有著重要的現實意義。

這項研究在【美國國家科學院院刊】上是公開獲取的。