「土衞二」发现高浓度磷 齐备孕育生命6元素 人类寻找外星生物一大进展

2023-06-16 00:53

「卡西尼号」土星探测器2005年拍摄的土衞二照片,显示其南极冰壳现巨大裂缝。路透社
「卡西尼号」土星探测器2005年拍摄的土衞二照片,显示其南极冰壳现巨大裂缝。路透社

一个国际科学家研究团队周三在科学期刊《自然》发表报告称,他们在土星衞星「土衞二」内部海洋喷出的冰粒中,发现高浓度的磷,这是首次在地球以外的海洋中发现磷,也是首次在地球以外的海洋,发现齐备孕育生命必须的6种元素,即碳、氢、氮、氧、磷、硫,是人类长期探索外星生物的一大进展。

美国太空总署(NASA)的「卡西尼号」土星探测器1997年10月发射升空,2004年抵达环土星轨道,绕行土星、土星环和土星衞星。它于2017年任务结束时,冲入土星这个巨大气体行星的大气层中燃烧掉。土衞二(Enceladus)南极冰壳呈现出巨大的裂缝,使地下海洋的水以间歇泉的形式喷射到太空中,形成了一股富含盐的冰粒羽流(冰晶)。「卡西尼号」数次飞掠土衞二时,对这些颗粒进行了采样。

由德国科学家领导的国际科学家团队,分析了「卡西尼号」收集的数据,发现土衞二的海洋中存在磷,以水溶性磷酸盐的形式存在,其浓度至少是地球海洋中磷浓度的100倍。他们表示,这些磷酸盐是富含碳酸盐的液态水,和土衞二海底岩石矿物相互作用的结果。磷是DNA和RNA的重要组成部分,也是地球上所有生命形式的细胞膜和载能分子的重要组成部分,存在于人、动物和海洋浮游生物的骨骼及牙齿中。

土衞二是土星的第6大衞星,直径约500公里,表面被冰层覆盖。此前研究显示,土衞二含有6种生命基本构成元素中的碳、氢、氮、氧、硫,唯独未发现磷。领导这项研究的柏林自由大学行星科学家波斯特贝格指出,这是首次在地球以外的海洋中找齐6种生命基本元素(CHNOPS)。在其他天体上发现与孕育地球生命相同的环境,人类对外星生物的长期搜寻,因而可得到重大推动。CHNOPS加入水和能源,便是地球上的生物化学基础。

土衞二南极地下海洋的水从冰壳裂缝喷射而出,形成冰粒羽流。路透社
土衞二南极地下海洋的水从冰壳裂缝喷射而出,形成冰粒羽流。路透社

共同研究员、美国德州的行星科学家格莱恩说:「这种关键成分(磷)可能足够丰富,足以支持土衞二海洋中的生命存在。这对天体生物学来说是惊人发现。」同样的环境可能还存在于土星的其他衞星及冥王星等多个天体上。日本共同社引述东京工业大学教授关根康人说:「地球生命的身体组成部件或许普遍存在于宇宙中。」

尽管如此,科学家强调,磷、复杂有机化合物、水和其他生命基本组成部分的存在,只是证明土衞二宜居,而非确实有生命存在。格莱恩说:「生命是否可能起源于土衞二的海洋,仍是一个悬而未决的问题。」他说:「下一步是明确的,我们需要回到土衞二,看看可居的海洋是否真的有生物居住。」

卡西尼号2011年在一幅照片中拍摄到土星的五颗衞星。网上图片
卡西尼号2011年在一幅照片中拍摄到土星的五颗衞星。网上图片

「卡西尼号」发现的地下海洋,有利微生物生存,使土衞二成为太阳系中地球以外宜居潜力最高的星球。另一个则是木星衞星「木衞二」(Europa),相信其冰雪封冻的地表下也蕴藏着液态海洋,也可能有整套的CHNOPS元素。

综合报道

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