NASA歐羅巴快船任務有能力從單一細胞中探測到外星生命
根據一項新的研究,我們可能最快在2030 年發現外星生命。一項實驗室實驗表明,前往最有希望發現生命的世界之一的太空船上的儀器靈敏度足以探測到單個冰粒中的單一活細胞。
當你想到地球以外的生命可能首先出現在哪裡時,你可能會認為是火星,或是某個向我們傳送訊息的遙遠系外行星。但令人驚訝的是,最有希望的地方似乎是我們太陽系中氣態巨行星的冰衛星。土星的衛星土衛二(Enceladus)和木星的衛星木衛二(Europa)都被認為在其冰殼下含有全球海洋,其條件和關鍵分子可以支持生命的存在。
為了更了解木衛二的狀況,美國太空總署將在今年稍後向其中一顆衛星派出任務。歐羅巴快船號太空船將圍繞木衛二運行並對其進行分析,在距離木衛二表面25千米(16英里)的低空俯衝,繪製木衛二的構成和地質圖,收集木衛二內部海洋的測量數據,甚至收集和分析可能以羽流形式噴出的冰粒和塵埃。不過,雖然它的設計初衷並不是獵殺生命,但一項新的研究表明,它是有能力發現外星生命的。
由華盛頓大學和柏林自由大學的科學家領導的研究小組進行了一項實驗,以了解歐羅巴快艇的儀器能否探測到包裹在冰粒中的微生物。為了模擬太空船從歐羅巴羽流中收集數據時將經歷的情況,研究人員向真空中發射了一束薄薄的液態水,然後用激光激發水滴,並用質譜儀對其進行分析,以找出其中的成分。
取代外星人的是Sphingopyxis alaskensis,這是一種常見的細菌,在寒冷、缺乏營養的環境中生長,例如阿拉斯加附近的海域。這類微生物被脂膜包裹,可以在海洋表面形成一層浮渣,最後隨海霧飄散在空氣中。如果木衛二的海洋中也存在類似的生命,那麼它就有可能乘著這些冰粒進入太空,而克利伯的質譜儀可以在太空中檢測到它們帶負電荷的脂肪酸和脂質。
歐羅巴海洋表面的有機物質(橘色)如何透過空氣傳播並被歐羅巴快船的儀器探測到的示意圖波斯特伯格等人(2018)/《自然》
「我們在這裡描述了一種看似可行的方案,即細菌細胞如何在理論上融入冰物質中,這種冰物質是由恩克拉多斯或木衛二上的液態水形成的,然後被排放到太空中,”該研究的第一作者法比安-克倫納(Fabian Klenner)說。”對我來說,尋找脂質或脂肪酸比尋找DNA構件更令人興奮,原因是脂肪酸似乎更穩定。”
研究團隊發現,該儀器可以檢測到單一冰粒中小至一個細胞的生物樣本。
克倫納說:「我們首次證明,即使是極小部分的細胞物質也能透過太空船上的質譜儀識別出來。我們的結果讓我們更有信心,利用即將推出的儀器,我們將能夠探測到與地球上類似的生命形式,我們越來越相信,這些生命形式可能存在於含有海洋的衛星上。”
雖然我們對發現其他行星和衛星有可能支持生命的證據的故事幾乎已經麻木了,但終於有一個可以探測到真正的外星生命(如果有的話)的故事還是非常令人興奮的。我們將密切關注克利伯號於2030年抵達歐羅巴星時的情況。
這項研究發表在《科學進展》雜誌。