胺基酸含量不足以孕育生命土衛六很可能不適合人類居住
天體生物學家發現土衛六可能沒有足夠的胺基酸來孕育生命。由西方天體生物學家凱瑟琳-尼什(Catherine Neish)領導的一項研究表明,土星最大的衛星–土衛六的地表下海洋很可能是一個不適合居住的環境,這意味著在這個冰雪世界中發現生命的任何希望都已破滅。
這張海報展示的是惠更斯探測器從10 公里高空拍攝的土星衛星土衛六的平面(墨卡托)投影圖。構成該視圖的影像是2005 年1 月14 日利用歐洲太空總署惠更斯探測器上的下降成像儀/光譜輻射計拍攝的。惠更斯號探測器由卡西尼號太空船送往土衛六,由加州帕薩迪納的美國太空總署噴射推進實驗室管理。圖片來源:ESA/NASA/JPL/亞利桑那大學
這項發現意味著,太空科學家和太空人在外太陽系(四大”巨型”行星的家)發現生命的可能性要小得多:木星、土星、天王星和海王星。
地球科學教授尼什說:「不幸的是,我們現在在太陽系內尋找地外生命形式時,需要少一些樂觀。科學界一直對外太陽系冰冷世界中發現生命感到非常興奮,而這一發現表明,這種可能性可能比我們之前假設的要小。”
識別太陽系外的生命是行星科學家、天文學家和美國國家航空暨太空總署(NASA)等政府太空機構非常感興趣的領域,這主要是因為許多巨行星的冰衛星被認為擁有巨大的地表下液態水海洋。例如,土衛六被認為在其冰冷的表面下有一個海洋,其體積是地球海洋體積的12 倍以上。
凱瑟琳-尼什,地球科學教授。資料來源:西部通訊
西方地球與太空探索研究所成員尼什說:”我們所知的地球上的生命需要水作為溶劑,因此,在尋找地外生命時,擁有大量水的行星和衛星會引起人們的興趣。”
在這項發表在《天體生物學》(Astrobiology)雜誌上的研究中,Neish和她的合作者試圖利用撞擊坑的數據,量化從土衛六富含有機物的表面轉移到其地下海洋的有機分子數量。
在土衛六的整個歷史中,撞擊土衛六的彗星融化了這顆冰冷衛星的表面,形成了一個與表面有機物混合的液態水池。所產生的熔體密度大於冰殼密度,所以較重的水穿過冰層下沉,可能一直沉到土衛六的地表下海洋。
利用假定的土衛六表面撞擊率,尼什和她的合作者確定了在土衛六的歷史上,每年有多少顆不同大小的彗星會撞擊土衛六。這樣,研究人員就能預測攜帶有機物的水從土衛六表面流向內部的流速。
尼什和研究團隊發現,以這種方式轉移的有機物重量很小,每年不超過7500 公斤甘氨酸–構成生命蛋白質的最簡單氨基酸。這與一頭雄性非洲象的品質差不多。 (所有生物大分子,如甘胺酸,都以碳元素作為分子結構的骨架)。
“每年向體積是地球海洋12 倍的海洋中註入一頭大象的甘氨酸不足以維持生命,」尼什說。 “過去,人們常常認為水等於生命,但卻忽略了生命需要其他元素,尤其是碳元素。”
其他冰雪世界(如木星的衛星木衛二和木衛三以及土星的衛星土衛二)的表面幾乎沒有碳,目前還不清楚有多少碳可以從它們的內部取得。土衛六是太陽系中有機質最豐富的冰質衛星,因此,如果它的地表下海洋不適宜居住,這對其他已知冰質世界的宜居性來說也不是個好兆頭。
尼什說:「這項工作表明,土衛六表面的碳很難轉移到其地下海洋–基本上,很難在同一個地方同時擁有生命所需的水和碳。”
“蜻蜓”是一台雙四旋翼著陸器,它將利用土衛六上的環境,飛往多個地點(相距數百英里),對材料進行採樣,確定表面成分,以研究土衛六的有機化學和宜居性,監測大氣和地表狀況,拍攝地形影像以研究地質過程,並進行地震研究。資料來源:美國國家航空暨太空總署
儘管有了這項發現,但要了解土衛六還有很多事情要做,對尼什來說,最大的問題是,土衛六是由什麼組成的?
該計畫計劃於2028年執行一項航太飛行任務,將一架機器人旋翼機(無人機)送往土衛六表面,研究其前生物化學,即有機化合物如何形成和自組織,從而形成地球及其他地方的生命起源。
用望遠鏡透過土衛六富含有機物的大氣層來觀察土衛六,幾乎不可能確定土衛六富含有機物表面的成分。但最終我們還需要登陸土衛六,對其表面進行取樣,以確定其成分。
迄今為止,只有2005 年的卡西尼-惠更斯國際太空任務成功地將一個機器人探測器降落在土衛六上分析樣本。它仍然是第一個在土衛六上著陸的太空船,也是有史以來離地球最遠的著陸太空船。
尼什說:「即使地表下的海洋不適合居住,我們也可以透過研究土衛六表面的反應來了解土衛六和地球上的前生物化學。我們非常想知道那裡是否發生了有趣的反應,尤其是有機分子與撞擊產生的液態水混合的地方。”
她曾擔心這會對”蜻蜓”號的任務產生負面影響,但實際上,這項研究提出了更多的問題。
“如果撞擊產生的融化物全部沉入冰殼,我們就不會在地表附近找到水和有機物混合的樣本。蜻蜓號可以在這些區域尋找前生物反應的產物,讓我們了解生命是如何在不同的行星上產生的。對於土衛六表面海洋的可居住性,這項研究的結果比我想像的還要悲觀,但這也意味著土衛六表面附近存在著更多有趣的前生物環境,我們可以利用蜻蜓號上的儀器對它們進行採樣”。
編譯來源:ScitechDaily