
土星的冰卫星“土卫二”在寻找生命的新研究中是一个颇具吸引力的目标信阳预应力钢绞线价格
土星的一颗小而冰冷的卫星——土卫二,是太阳系其他地方寻找生命的主要目标之一。一项新研究为土卫二是一个可居住星球的观点提供了更有力的证据。
手机号码:13302071130这些新研究结果的数据来源于卡西尼号航天器,该航天器在2004年至2017年间环绕土星运行。2005年,卡西尼号发现,从土卫二冰壳的裂缝中不断喷发出类似间歇泉的水蒸气和冰粒。
在最新研究中,来自柏林自由大学的诺扎尔·卡瓦贾 (Nozair Khawaja) 及其团队着手重新分析卡西尼号从土卫二南极采集的样本。
对土卫二羽状物固体颗粒的大多数分析都是在土星的E环上进行的。E环是环绕土星的宏伟环系统中的一个外扩散环。它不断地被土卫二羽状物中的物质补充。但这种材料并不新鲜,暴露在太空中的辐射会改变其特性。
卡瓦贾(Khawaja)及其同事分析的较年轻的物质是卡西尼号在土卫二南极上空特别快速的飞行中取样的。使用新喷射的羽状物材料保证了消除任何可能的辐射干扰。
那么,这些和其他对羽状物样本的分析告诉我们关于土卫二的什么呢?早期的卡西尼号样本被发现含有钠盐,这表明羽状物是由与岩石底部接触的地下液态水海洋提供的。后来对土卫二相对于土星的“摆动”(自转略有变化)的观测表明,其冰冷的外壳可能与下面的岩石核心完全分离。
这意味着土卫二的地下海洋(夹在冰和岩石之间)是球形的,延伸到整个卫星。海洋可能是由潮汐弯曲维持的,土星对土卫二的不同引力牵引会拉伸和挤压它,导致土卫二升温并防止海洋冻结。
对海洋进行采样(尽管是间接的)的能力使我们能够更全面地调查土卫二的宜居性,即土卫二是否含有我们所知的生命所必需的成分(即合适的能源和化学元素的混合物)。
对羽状物进行采样
卡西尼号羽状物样本的分析是通过一种称为“质谱分析法”的技术实现的。这一过程始于卡西尼号(以每秒公里的速度飞行)与其收集的固体羽状物质之间的高速撞击。
这使得较小的带电碎片破碎。撞击后,一台仪器将碎片暴露在电场中,使其朝向探测器移动。
然后,利用化学碎片与探测器碰撞的时间来确定它们的质量和电荷。然后,科学家们可以“把拼图拼起来”,找出碎片曾经形成的分子的身份。
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在试图确定宜居性时,数据中有某些分子需要注意。有机物只是含有碳的分子。由于地球上的生命基本上是以碳为基础的,因此检测任何形式的含碳分子都是一个良好的开端。
在羽状物质中检测到有机物,包括“胺”,它可以是氨基酸的前体(反过来,也可以是蛋白质的前体) 。还发现了更大的“微分子”。但由于卡西尼号仪器的局限性,它们的确切身份目前尚不确定。
碳是“CHNOPS”元素之一(碳、氢、氮、氧、磷和硫),它们构成了地球上生物体内的大部分原子。除了硫,这些都在羽状物质中被可靠地检测到。
质谱分析法还可以显示海洋中可用的能源类型。光合作用是地球上生命的主要能源,在土卫二内不太可能实现,因为它的海洋被埋在数公里的冰层下。光合作用需要光照,而海洋几乎肯定是黑暗的。
幸运的是,钢绞线厂家生命还可以通过其他方式从环境中获取能量。20世纪70年代末,在地球海洋深处,热液喷口周围发现了巨大的生态系统——海底的裂缝,富含矿物质的热水从这些裂缝中冒出。
在热液喷口周围生存的微生物是“化学合成”生命的形式。他们利用热液中发现的各种物质进行化学反应,以获得所需的能量。
似乎在土卫二的海洋中,二氧化碳和氢气等一些化学合成途径的成分数量充足,理论上使其成为一种可行的能源。
事实上,羽状物质中的氢量如此之大,以至于需要土卫二海洋中的现代来源来解释它,最有可能是热液喷口。
最近的研究
当然,我们需要小心使用羽状材料来推断海洋内部的情况。羽状物形成过程中(当它穿过冰层进入太空时)可能会稀释或浓缩某些物质。强烈的辐射也可能导致羽状物中的化学物质发生反应,使这种物质无法代表它来自的海洋。
通过分析新喷射的羽状物质,最新的研究消除了这个问题。由于速度更快,在这次飞越中获得的样本应该以一种允许更多类型的分子在数据中可见的方式破碎。
收集的样本确实包括新物质,以及一些已知的物质,证实它们来自土卫二内部,而不是辐射改变。一些新发现的物质进一步暗示了热液起源。
在了解了土卫二潜在的宜居性后,欧洲航天局正在计划一项任务,该任务将于2040年代开始,将对土卫二进行飞越,甚至可能在其轨道上着陆。
通过升级一套仪器,该任务将旨在寻找羽状物质中存在生命的证据。如果生命存在于土卫二深处的热液系统周围,那么它到达海洋顶部并进入太空的旅程可能会漫长而艰巨。
然而,华盛顿大学的Fabian Klenner及其同事最近的研究表明,即使是冰粒中的单个细菌细胞也可以通过质谱分析法检测到。因此,人们仍然希望,如果生命存在于土卫二内部,它的证据可能会漂浮在太空中,等待我们来看看它。
BY:phys-Flynn Ames
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