在土卫二上发现的复杂有机物对发现生命有什么意义？

富含碳的有机分子可能是构成生命的基石，在土星卫星土卫二表面从裂缝中喷出的水柱中被发现。这一发现提高了土卫二作为太阳系中寻找生命的最佳地点名声。土卫二的羽流是由美国宇航局的卡西尼号太空船发现，它位于土卫二南半球313英里宽(504公里)处，由许多被称为“虎纹”的裂缝散发出来。这些羽状流的来源是一个碱性和轻微咸的地下海洋，在那里有可能发现生命。虽然海洋目前超出我们的能力范围，但是这些羽流提供了一种从轨道上取样海洋的方法。

土星冰冷的卫星土卫二，线形的“虎纹”可以在底部看到。图片：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

因此“卡西尼”号多次飞越烟柱，用它的宇宙尘埃分析仪、离子和中性质谱仪“品尝”它们。发表在《自然》上的最新研究结果中，科学家们发现，在这些羽流俯冲过程中，卡西尼探测到了巨大的、复杂的有机分子。以前只有非常简单的有机分子，如甲醇，在羽流中被发现。

有机起源

有机分子是由碳原子长链构成的，是生物分子的主要组成部分，这些分子可以促进生命的生物化学，如DNA和RNA，并可由生物过程产生。然而有机分子的存在并不一定意味着土卫二上有生命：有机物也可以通过涉及水和岩石相互作用的地球化学过程形成。圣安东尼奥西南研究所的地球化学家、《自然》论文的作者克里斯托弗·格林说：为了确定有机分子是如何形成的，识别它们组成“是(它们)起源的关键。

土卫二的羽状结构，由美国宇航局的卡西尼号太空船拍摄。图片：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

卡西尼号是在1997年发射的，几乎是在发现羽状羽之前的十年，它的仪器并不是用来取样或区分复杂的有机分子的。格林恩在接受《天体生物学》采访时表示：我们需要识别羽毛中哪些特定的有机分子，这将帮助我们确定它们中的任何一个，或者它们中的任何一组，都可以被认为是生物特征。

基本的生命要求

这已经不是第一次在太阳系的其他地方发现复杂的有机分子了。此前人们在碳质球粒陨石、彗星尘埃尾以及土星的另一颗卫星——土卫六的大气中都发现了它们。然而特别的是，在土卫二发现这些来自可居住的液态水海洋的物质。除了液态水和复杂的有机化学之外，另一个基本要求是生命赖以生存的能量来源。当卡西尼号在2015年10月飞越其中一个烟柱时，它探测到被认为是在海底热液喷口的地球化学反应中形成的氢分子。如果这个假设是正确的，而且存在这样的喷口，那么它们就可以成为土卫二海洋中存在的任何微生物的充足营养来源。

土卫二的横截面，显示出它的冰壳、地下海洋和岩石内核，这些羽流来自月球南极附近的“虎纹”裂缝。图片：NASA/JPL-Caltech

未来的任务

在2017年9月“卡西尼”号有意识地潜入土星大气层以结束它的任务之后，科学家们所能做的就不多了，直到一项新任务带着专门用来研究羽流的仪器进入土卫二。任何未来的任务将需要进行高分辨率质谱的羽毛,和进一步的质谱、气相色谱法在表面的虎纹,可能是紧随其后的是月球任务,真正理解过程是发生在土卫二和生活是否可能是他们的核心。还不知道这些过程是什么，我们只是看到并欣赏冰山一角。

博科园-科学科普｜文：Keith Cooper/Space