土星的卫星土卫二是太阳系寻找外星生命的首要候选者。 然而，外星微生物生命是否居住在土卫二上仍然是个谜。
1年首次观测到土卫二时，土卫二在美国宇航局航海者一号航天器看来，是天空中一个不起眼的小“雪球”。后来，从1980年到2005年，美国宇航局卡西尼号探测器飞越土星系统，对土星系统进行了前所未有的深入研究。复杂的环和卫星。 卡西尼号发现土卫二厚厚的冰层隐藏着一个巨大而温暖的咸水海洋，该海洋释放出甲烷，这种气体通常来自地球上的微生物生命，这让科学家们感到震惊。
一项新的研究 亚利桑那大学 研究人员表示，外星微生物生命是否可能居住在土卫二上的谜团可以通过轨道太空探测器来解开。 研究人员概述了虚构的太空任务如何提供最终的解决方案。
去年，来自亚利桑那大学和巴黎大学巴黎科学与文学大学的一组研究人员得出结论，很有可能 土卫二有生命 今生可能是造成这一切的原因 月球的甲烷排放量.
这篇新论文的资深作者、亚利桑那大学生态与进化生物学系副教授 Régis Ferrière 说： “要知道情况是否如此，我们必须返回土卫二看看。”
根据最新的分析，即使土卫二海洋中可能存在的活细菌的总量极小，只需轨道航天器的访问即可确定土卫二水中是否存在类地微生物。在它的壳下面。
费里埃说， “显然，让机器人爬过冰缝并深潜到海底并不容易。 我们已经设计了更现实的任务，使用升级的仪器对羽流进行采样，就像卡西尼号那样，甚至降落在月球表面。”
“通过模拟准备更充分、更先进的轨道航天器仅从羽流中收集的数据，我们的团队现在已经证明，这种方法足以自信地确定内部是否存在生命。 土卫二的海洋 无需实际探测月球的深度。 这是一个令人兴奋的观点。”
土卫二距离地球约 800 亿英里，绕轨道运行 土星 每 33 小时一次。 月球是地球上唯一的天体 太阳系 它像月亮一样反射光线，尽管它甚至不如亚利桑那州那么广阔。 月亮的表面使它在天空中显得格外突出，就像阳光下结冰的池塘一样。 至少有 100 根巨大的水羽从月球南极的冰冻表面喷出，就像猛烈火山喷出的熔岩一样。
其中一个 土星著名的光环 科学家称，这种现象被认为是这些间歇泉状特征喷出的水蒸气和冰粒的结果。 卡西尼号任务采集了这种喷射组合的样本，其中含有土卫二海洋深处的气体和其他颗粒。
卡西尼号在羽流中发现的过量甲烷让人想起热液喷口，这是在地球海洋黑暗内部发现的独特生态系统。 在这里，海底下方的加热岩浆加热了附近两个构造板块边界处多孔基岩中的海水，形成了“白烟囱”，即喷出灼热且富含矿物质的盐水的喷口。 由于无法接触阳光，生物体必须利用白烟者释放到环境中的化学物质中所含的能量来生存。
费里埃说， “在我们的星球上，尽管有黑暗和疯狂的压力，热液喷口仍然充满了大大小小的生命。 最简单的生物是被称为产甲烷菌的微生物，即使在没有阳光的情况下也能自我供电。”
“产甲烷菌将氢气转化为 二氧化碳 以获得能量，释放甲烷作为副产品。 费里埃的研究小组根据土卫二的海洋热液喷口中存在产甲烷菌的假设（与地球上发现的类似）进行了计算建模。 通过这种方式，研究人员计算了土卫二上产甲烷菌的总质量，以及它们的细胞和其他有机分子通过羽流喷射的可能性。”
论文的第一作者 Antonin Affholder 是亚利桑那大学的博士后研究员，在进行这项研究时他正在 Paris Sciences & Lettres 工作，他说： “我们惊讶地发现，假设的细胞丰度仅相当于土卫二全球海洋中一头鲸鱼的生物量。 土卫二的生物圈可能非常稀疏。 然而我们的模型表明，它的生产力足以为羽流提供足够的有机分子或细胞，供未来航天器上的仪器捕获。”
“我们的研究表明，如果土卫二海洋中存在生物圈，则无需着陆或钻探即可在羽流物质中发现其存在的迹象，但这样的任务需要轨道飞行器多次飞过羽流以收集大量海洋物质。”
“找到实际细胞的可能性可能很小，因为它们必须在从深海到太空真空的羽流中的排气过程中幸存下来——对于一个微小的细胞来说，这是一个相当大的旅程。”
相反，作者认为检测到的有机分子，例如特定的氨基酸，可以作为支持或反对生命丰富的环境的间接证据。
“考虑到根据计算，土卫二上存在的任何生命都将极其稀疏，我们仍然很有可能永远无法在羽流中找到足够的有机分子来断定它确实存在，” 费里埃尔说道。 “因此，我们不是关注有多少足以证明生命存在的问题，而是问，‘在没有生命的情况下可能存在的有机物质的最大数量是多少？’”
作者 说过, “如果所有测量值都回到某个阈值以上，则可能表明生命存在的可能性很大。”
“在外星世界捕获活细胞的确切证据可能在几代人的时间里仍然难以捉摸。 在那之前，我们不能排除土卫二上存在生命这一事实可能是我们能做的最好的事情。”
杂志参考：
- 安东尼·阿夫霍尔德等人。 土卫二深海中假定的产甲烷生物圈：生物量、生产力和检测意义。 行星科学杂志。 土井 10.3847/PSJ/aca275
