科学家在土星卫星土卫六上发现新分子,可能的生命基础

2020-11-01 03:00:23

(CNN)土星最大的卫星土卫六是太阳系中唯一有厚厚大气层的卫星。它的密度是地球的四倍。现在,科学家们在它身上发现了一种在任何其他大气层中都没有发现过的分子。

这种粒子被称为环丙烯,或C3H2,它由碳和氢组成。这种简单的碳基分子可能是促成化学反应的前体,这些化学反应可能会产生复杂的化合物。这些化合物可能是泰坦上潜在生命的基础。

当研究人员在智利使用阿塔卡马大毫米/亚毫米望远镜阵列时,这种分子首次被注意到。这个射电望远镜天文台捕捉到了一系列的光信号,揭示了土卫六大气中独特的化学成分中的分子。

马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的行星科学家康纳·尼克松(Conor Nixon)在一份声明中说,当我意识到我看到的是环丙烯时,我的第一个想法是,嗯,这真的是意想不到的。

环丙烯在我们银河系的其他地方也被检测到,主要存在于气体和尘埃分子云中,包括金牛座分子云。这片恒星诞生的星云位于400光年外的金牛座。在这些云中,温度太低,不可能发生许多化学反应。

但在大气层中发现它就是另一回事了。当这种分子与其他分子碰撞形成新的东西时,它很容易反应。研究人员之所以能够发现它,很可能是因为他们正在观察土卫六大气层的上层,在那里,分子可以与之相互作用的气体较少。

尼克松说,泰坦在我们的太阳系中是独一无二的。它已被证明是新分子的宝库。

环丙烯是在泰坦探测到的第二个环状或闭环分子;第一个是2003年发现的苯。苯是一种由碳原子和氢原子组成的有机化合物。在地球上,苯在原油中被发现,被用作一种工业化学品,在火山和森林大火之后自然产生。

根据NASA的说法,环状分子是至关重要的,因为它们形成了DNA核碱基的主干环。

研究合著者、戈达德的天体生物学家亚历山大·塞伦在一份声明中说,它们的循环性质开启了这一额外的化学分支,使你能够构建这些具有生物重要性的分子,这项研究的合著者亚历山大·塞伦(Alexander Thelen)是戈达德大学的天体生物学家。

当研究人员在土卫六的大气层中发现环丙烯时,他们查看了美国宇航局卡西尼号任务捕获的数据。在2004年至2017年期间,该航天器对土卫六进行了127次近距离飞行。研究人员发现,卡西尼的质谱仪检测到同一分子的化学特征。

它是一种非常奇怪的小分子,所以它不会是你在高中化学甚至本科生化学中学到的那种,c#34;马拉斯卡说,他没有参与这项研究,但他研究的是泰坦。

你能发现的每一小块和每一部分都可以帮助你拼凑出那里正在发生的所有事情的巨大谜团。

土卫六有浓密的氮气和甲烷大气层,这使它呈现出模糊的橙色外观。根据美国宇航局的说法,它的大气压比地球高60%,这意味着它施加的压力相当于你在游泳池底部感受到的那种压力。

当阳光接触土卫六时,大气中的甲烷和氮气分子就会分解。这在泰坦的大气层中创造了耐人寻味的复杂有机化学,吸引了科学家。研究人员仍在筛选卡西尼号的数据,试图确定航天器检测到的一些化学特征是什么。

土卫六表面也有类似地球的液态体,但河流、湖泊和海洋是由液态乙烷和甲烷组成的,这些液态乙烷和甲烷形成云层,导致液态气从空中降雨。研究人员还认为,土卫六内部有一个液态水海洋。

更重要的是,地表温度如此之低--零下290华氏度--以至于河流和湖泊是由甲烷切割出来的,就像岩石和熔岩帮助形成地球上的地貌和通道一样。

美国国家航空航天局的卡西尼号任务绘制的地图显示,泰坦大部分被有机平原覆盖,这些平原和沙丘由有机物质组成,雨点般落在土卫六表面。

喷气推进实验室的资深研究科学家、泰坦专家罗莎莉·洛佩斯在一份声明中说,我们正在努力弄清楚泰坦是否适合居住。因此,我们想知道大气中的哪些化合物到达了地表,然后,这些物质是否能穿过冰壳到达下面的海洋,因为我们认为海洋是适宜居住的条件所在。

了解泰坦表面的有机物质可以揭示更多关于地球历史的信息。早期,我们星球的大气层主要是甲烷,而不是氧气。事实上,早期的地球和土卫六可能非常相似。

未来,美国宇航局的蜻蜓任务将探索土卫六。蜻蜓将于2026年发射,2034年到达泰坦。

这架火星漫游车大小的无人机将飞越泰坦厚厚的大气层,参观一个撞击坑,研究人员认为,在过去,可能是数万年前,当有东西撞击泰坦时,生命的重要成分混合在一起。

蜻蜓将在土卫六周围飞行两年半。它只有螺旋桨,可以滑行着陆,但没有轮子让它在表面漫游。任务还将探索泰坦的大气层、表面属性、地下海洋和表面液体。

美国宇航局戈达德天体生物学家、蜻蜓任务副首席研究员梅丽莎·特雷纳在一份声明中说,我们认为泰坦是一个现实生活中的实验室,在那里我们可以看到与生命在这里生存时的古代地球相似的化学物质,梅丽莎·特雷纳(Melissa Tramer)说,她是美国宇航局戈达德(Goddard)太空生物学家和蜻蜓任务副首席研究员。

训练师说,我们将寻找比C3H2更大的分子,但我们需要知道大气中发生了什么,才能了解导致复杂有机分子形成并落到地表的化学反应。“。