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新家园?土卫六大气发现罕见分子环丙烯,或与生命产生有关

2020-10-29 13:40 前瞻网   
新家园?土卫六大气发现罕见分子环丙烯,或与生命产生有关

土星是太阳系八大行星之一,属气态巨行星。目前已经确认的土星卫星总共有82颗,其中,土卫六是土星系统中最大的卫星、太阳系中第二大的卫星,其半径达到了2575Km,约为地球直径(6371Km)的五分之二。

土卫六是卫星中唯一有大气存在的天体。大气的主要成分是氮,约占98%,甲烷占1%,其余的碳氢化合物在大气中所占比例非常小。大气层厚度约为2700千米。土卫六的表面温度很低(-190℃~-210℃),有液氮海洋存在。

这一次,土卫六上有了新的发现。由美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家康纳·尼克松(Conor Nixon)领导的一个团队使用智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)探测土卫六的大气,寻找有机分子。

在土卫六稀薄的高层大气和高海拔地区,研究人员探测到一种未知的化学信号。通过与化学图谱数据库进行比较,研究小组确定该分子为环丙烯,这是一种极其罕见的碳基分子,性质非常活泼,在地球上只能存在于实验室条件下。

关于为什么在这两个区域发现环丙烯,科学家推测认为,很可能是高层大气的稀薄有助于分子的生存。但是,为什么环丙烯会出现在土卫六,而不是其他星球,科学家还不得而知。

此前,环丙烯从未在大气中、太阳系或其他地方被检测到,唯一能保持稳定存在的地方是宇宙中的寒冷真空环境。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体生物学家梅利莎·特里纳(Melissa Trainer)表示,“我们认为土卫六是一个的实验室,在那里我们可以发现与古代地球生命产生时相似的化学物质。

NASA的研究人员将环丙烯称之为“非常奇怪的小分子”,这一分子在大气条件下不会持续很长时间,因为它可以很快很容易地与其他分子反应,形成其他化合物。

一旦这样,它就不再是环丙烯了。在星际空间,任何气体或分子温度都很低,且存在非常分散,这意味着化合物之间没有太多的相互作用,环丙烯可以持续存在。

但是,土卫六与星际空间环境截然不同。土卫六略潮湿,有碳氢化合物湖,碳氢化合物云,其成分主要是氮气,还有一点甲烷。大气层比地球大气层厚四倍(地球大气层也以氮气为主)。科学家认为土卫六在地表下还有一个巨大的盐水海洋。

在土卫六大气中发现的环丙烯很有意思,它是一种环分子,由三个碳原子连成一个环。虽然还不清楚环丙烯本身的生物作用,但DNA和RNA的核碱基都是基于这样的分子环,它可能是有朝一日可能导致生命的更复杂有机分子的基石。

科学家们怀疑,在38亿至25亿年前的早期,地球空气中充满了热量,而不是氧气,在这里的情况可能与今天的土卫六相似。

土卫六的有机化学活动很活跃,氮气和甲烷在阳光下分解,引发一连串的化学反应。这些反应是否会导致生命,这也是科学家们希望能解答的问题。

NASA喷气推进实验室的地质学家罗莎莉·洛佩斯(Rosaly Lopes)表示:“我们正试图弄清楚土卫六是否适合人类居住。”“我们想知道是什么化合物从大气中到达表面,然后,这些物质是否能通过冰层到达下面的海洋,因为我们认为海洋是适合居住的地方”。

这项成果已经发表在《天文期刊》(The Astronomical Journal)上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

 

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