科学家重新分析了卡西尼号航天器收集的数据，并识别了从土星土卫二地下海洋直接排出的物质中的复杂有机分子。月球通过冰壳的裂缝喷射出冰羽和蒸汽。这项新研究证实，这些化合物产生于海洋，而不仅仅是空间变化的结果。
冰粒在喷射后几分钟被捕获并进行分析。研究人员检测到了一些含有碳、氮和氧的分子，这些分子在之前对土星E环的分析中没有出现过。这些发现表明卫星深处正在发生化学反应。
在土星土卫二的新鲜羽流中检测到分子
由柏林自由大学的诺扎尔·哈瓦贾领导的团队检查了来自卡西尼号宇宙尘埃分析仪器的信息。这些数据来自 2008 年一次近距离飞越，距地表仅 21 公里。新发现的有机化合物包括酯、烯烃和醚等结构。
研究人员将羽流中的新鲜材料与土星 E 环中的旧样本进行了比较。新鲜谷物中的分子没有显示出长期暴露于太空辐射的迹象。该研究的合著者弗兰克·波斯特伯格强调，在喷射之前，这些复杂的化合物就已经存在于海洋中。
该研究于 2025 年 10 月发表在《自然天文学》杂志上。它强化了卡西尼号之前对土星土卫二上存在液态水、盐和氢的观测结果。地球生命必需的六种化学元素中的五种（C、H、N、O、P）现已在月球环境中得到证实。只有硫尚未被检测到。
- 喷射后几分钟收集到的冰粒
- 具有不同碳链和官能团的分子
- 确认存在生物相关化合物的前体
- 通过与土星 E 环的材料比较证明海洋起源
- 使用新方法重新处理 2008 年的飞越数据
土星上土卫二的地下海洋显示出化学活性
土卫二的直径约为 500 公里，在数公里的冰层下维持着一个全球性的海洋。海底的热液喷口可能提供促进反应的能量和矿物质。这些羽状物通过被称为“虎纹”的裂缝从南极出现。
卡西尼号在 2004 年至 2017 年的任务期间记录了这些喷流。仪器测量了颗粒的化学成分、温度和速度。新结果表明，海洋充当化学反应器，能够从简单的前体中产生更大的分子。
日本和德国的团队进行的实验室模拟再现了类似的情况。它们产生的有机化合物与羽流中观察到的有机化合物接近。该过程涉及热液环境中水、岩石和热量之间的相互作用。
土卫二对土星宜居性的影响
对新鲜复杂有机分子的检测扩大了关于有利于生命生存的条件的争论。在地球上，类似的化合物参与形成氨基酸和其他生物结构的链。然而，这些元素的存在并不等于生物体的存在。
科学家强调，下一步涉及专门任务来收集直接样本或更深入地分析海洋。欧洲航天局和美国宇航局正在讨论可以穿越羽流甚至降落在地表的探测器的概念。
卡西尼-惠更斯号任务是美国宇航局、欧洲航天局和意大利航天局之间的合作项目，于 2017 年结束运行，并受控下降到土星大气层。近十年后，存档数据继续带来新发现。
之前的分析已经指出土星上的土卫二富含化学物质
2018年，研究人员已经报告羽流中存在大型有机分子。目前的工作进一步确认内部来源并鉴定新类别的化合物。磷酸盐、氢和现在这些复杂有机物的结合增强了宜居性。
太阳系中的其他天体，例如木星的木卫二，也有地下海洋。土星上的土卫二因其可观测的羽流活动而引人注目，无需钻透冰层即可进行远程研究。
未来的研究应该探索详细的组成
国际团队计划改进旧的数据分析技术。计算模型将尝试更准确地模拟土星上土卫二海洋的压力、温度和 pH 条件。地面实验室将继续复制环境来测试更复杂分子的形成。
科学界正在等待有关未来任务的建议，以解决对月球生物潜力的悬而未决的疑问。