土衛(wèi)二南極的冰殼呈現(xiàn)出巨大的裂縫，使得地下海洋的水以間歇泉的形式噴向太空，形成了一股冰粒羽流。NASA的卡西尼號宇宙飛船于2009年拍攝了這張照片，并對這些顆粒進行了采樣，以揭示海洋中含有的化學物質(zhì)。 影像來源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 磷是許多生物過程的關(guān)鍵化學元素，在這顆小衛(wèi)星釋放出的冰顆粒中發(fā)現(xiàn)了磷，并可能在其地下海洋中也大量存在。 利用NASA西尼任務收集的數(shù)據(jù)，一個國際科學家團隊發(fā)現(xiàn)了磷——生命的基本化學元素——被鎖在從土衛(wèi)二噴射到太空的富含鹽的冰粒中。 眾所周知，這顆小衛(wèi)星擁有地下海洋，海洋中的水在其南極以間歇泉的形式從土衛(wèi)二冰殼的裂縫噴出，形成羽流。然后，羽流為土星的E環(huán)（明亮的主環(huán)外的一個暗淡的環(huán)）提供了冰粒子。 2004年至2017年，卡西尼號在這顆氣態(tài)巨行星上執(zhí)行任務期間，多次飛越羽流和E環(huán)。科學家們發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)二的冰粒中含有豐富的礦物質(zhì)和有機化合物，包括氨基酸的成分，這些都與我們所知道的生命有關(guān)。

在2005年的一次飛越中，NASA的卡西尼號宇宙飛船拍攝了土衛(wèi)二的高分辨率圖像，這些圖像組合成這幅拼接圖，顯示了土衛(wèi)二南極的長裂縫，這些裂縫使地下海洋的水逃逸到太空中。

影像來源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

磷是生物過程中含量最少的必需元素，直到現(xiàn)在才被檢測到。這種元素是DNA的組成部分，DNA形成染色體并攜帶遺傳信息，存在于哺乳動物的骨骼、細胞膜和海洋浮游生物中。磷也是地球上所有生命中攜帶能量分子的基本組成部分。沒有它，生命就不可能存在。 “我們之前發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二的海洋富含各種有機化合物。”德國柏林自由大學的行星科學家弗蘭克·波斯特伯格說，他領導了這項新的研究，這項研究于6月14日星期三發(fā)表在《自然》雜志上?！暗乾F(xiàn)在，這個新的結(jié)果揭示了這個小衛(wèi)星的羽狀物噴射到太空中的冰粒中大量磷鹽的明確化學特征。這是首次在地球以外的海洋中發(fā)現(xiàn)這種基本元素。” 先前對土衛(wèi)二冰粒的分析揭示了鈉、鉀、氯和含碳酸鹽化合物的濃度，計算機模擬表明，土衛(wèi)二地下海洋的堿度適中——所有這些因素都有利于宜居條件。

在這張卡西尼號2006年的觀測圖中，土星的E環(huán)被注入了來自土衛(wèi)二羽流的冰粒子，形成了被太陽從背后照亮的纖細的明亮物質(zhì)。衛(wèi)星的陰影半球可以被看作是環(huán)內(nèi)的一個黑點。 影像來源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 土衛(wèi)二和更遠的地方 在這項最新研究中，作者通過NASA的行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)訪問了數(shù)據(jù)，這是一個從該機構(gòu)的行星任務中返回的數(shù)字數(shù)據(jù)產(chǎn)品的長期檔案。該檔案由行星科學家積極管理，以幫助確保其對全球行星科學界的有用性和可用性。 作者重點研究了卡西尼號宇宙塵埃分析儀在對土星E環(huán)中的土衛(wèi)二冰粒子進行采樣時收集的數(shù)據(jù)?？ㄎ髂崽栵w越E環(huán)時分析的冰顆粒比僅穿過羽流時分析的要多得多，因此科學家們能夠在那里檢測到更多的成分信號。通過這樣做，他們在其中一些顆粒中發(fā)現(xiàn)了高濃度的磷酸鈉——化學結(jié)合的鈉、氧、氫和磷分子。 歐洲和日本的共同作者隨后進行了實驗室實驗，證明土衛(wèi)二的海洋中含有磷，磷以不同的水溶性磷酸鹽形式存在，其濃度至少是地球海洋的100倍。該團隊進一步的地球化學建模表明，在太陽系外圍的其他冰冷海洋世界中，也可能存在豐富的磷酸鹽，特別是那些由含有二氧化碳的原始冰形成的海洋世界，以及液態(tài)水很容易接觸到巖石的地方。 “高濃度磷酸鹽是土衛(wèi)二海底富含碳酸鹽的液態(tài)水和巖石礦物相互作用的結(jié)果，也可能出現(xiàn)在許多其他海洋世界上?！钡驴怂_斯州圣安東尼奧西南研究所的行星科學家和地球化學家克里斯托弗·格萊因說?！斑@種關(guān)鍵成分可能足夠豐富，可能支持土衛(wèi)二海洋中的生命；這是天體生物學的一個驚人發(fā)現(xiàn)?！?盡管科學團隊對土衛(wèi)二擁有生命的組成部分感到興奮，但格萊因強調(diào)，在月球上或地球以外的太陽系其他任何地方都沒有發(fā)現(xiàn)生命：“擁有這些成分是必要的，但它們可能不足以使地外環(huán)境孕育生命。命是否可能起源于土衛(wèi)二的海洋仍然是一個懸而未決的問題?！?卡西尼號的任務于2017年結(jié)束，飛船在土星的大氣層中燃燒，但它收集的數(shù)據(jù)寶藏將在未來幾十年繼續(xù)成為豐富的資源。當卡西尼號發(fā)射時，它的任務是探索土星、土星環(huán)和衛(wèi)星。這次旗艦任務的一系列儀器最終取得了一些發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)繼續(xù)對行星科學產(chǎn)生深遠的影響。 “土衛(wèi)二地下海洋中磷的最新發(fā)現(xiàn)，為太陽系中其他冰冷海洋世界的宜居潛力奠定了基礎?！笨ㄎ髂崽柕捻椖靠茖W家、NASA南加州噴氣推進實驗室的琳達·斯皮爾克說，她沒有參與這項研究?！凹热晃覀円呀?jīng)知道了如此多的生命要素，問題就變成了：在地球之外，也許在我們的太陽系里，有生命嗎？我覺得卡西尼號的不朽遺產(chǎn)將激勵未來的任務，最終可能會回答這個問題?！?有關(guān)任務的更多信息 卡西尼-惠更斯任務是NASA、歐洲航天局和意大利航天局的合作項目。噴氣推進實驗室是位于加州帕薩迪納的加州理工學院的一個分部，為位于華盛頓的NASA科學任務理事會管理這項任務。噴氣推進實驗室設計、開發(fā)并組裝了卡西尼號軌道飛行器。