卡西尼號在土星土衛二間歇泉中偵測到複雜的有機分子

科學家重新分析了卡西尼號太空船收集的數據，並識別了從土星土衛二地下海洋直接排出的物質中的複雜有機分子。月球透過冰殼的裂縫噴射出冰羽和蒸氣。這項新研究證實，這些化合物產生於海洋，而不僅僅是空間變化的結果。

冰粒在噴射後幾分鐘被捕獲並進行分析。研究人員檢測到了一些含有碳、氮和氧的分子，這些分子在先前對土星E環的分析中都沒有出現過。這些發現顯示衛星深處正在發生化學反應。

在土星土衛二的新鮮羽流中檢測到分子

由柏林自由大學的諾扎爾·哈瓦賈領導的團隊檢查了來自卡西尼號宇宙塵埃分析儀器的資訊。這些數據來自 2008 年一次近距離飛越，距離地表僅 21 公里。新發現的有機化合物包括酯、烯烴和醚等結構。

研究人員將羽流中的新鮮材料與土星 E 環中的舊樣本進行了比較。新鮮穀物中的分子沒有顯示出長期暴露於太空輻射的跡象。該研究的合著者弗蘭克·波斯特伯格強調，在噴射之前，這些複雜的化合物就已經存在於海洋中。

該研究於 2025 年 10 月發表在《自然天文學》雜誌。它強化了卡西尼號先前對土星土衛二上存在液態水、鹽和氫的觀測結果。地球生命必需的六種化學元素中的五種（C、H、N、O、P）現已在月球環境中得到證實。只有硫尚未被檢測到。

• 噴射後幾分鐘收集到的冰粒
• 具有不同碳鏈和官能基的分子
• 確認存在生物相關化合物的前驅
• 透過與土星 E 環的材料比較證明海洋起源
• 使用新方法重新處理 2008 年的飛越數據

土星上土衛二的地下海洋顯示出化學活性

土衛二的直徑約 500 公里，在數公里的冰層下維持著一個全球性的海洋。海底的熱液噴口可能提供促進反應的能量和礦物質。這些羽狀物透過被稱為「虎紋」的裂縫從南極出現。

卡西尼號在 2004 年至 2017 年的任務期間記錄了這些噴流。儀器測量了顆粒的化學成分、溫度和速度。新結果表明，海洋充當化學反應器，能夠從簡單的前體產生更大的分子。

日本和德國的團隊進行的實驗室模擬再現了類似的情況。它們產生的有機化合物與羽流中觀察到的有機化合物接近。該過程涉及熱液環境中水、岩石和熱量之間的相互作用。

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土衛二對土星宜居性的影響

對新鮮複雜有機分子的檢測擴大了關於有利於生命生存的條件的爭論。在地球上，類似的化合物參與形成胺基酸和其他生物結構的鏈。然而，這些元素的存在並不等於生物的存在。

科學家強調，下一步涉及專門任務來收集直接樣本或更深入地分析海洋。歐洲太空總署和美國太空總署正在討論可以穿越羽流甚至降落在地表的探測器的概念。

卡西尼-惠更斯號任務是美國太空總署、歐洲太空總署和義大利太空總署之間的合作項目，於 2017 年結束運行，並受控下降到土星大氣層。近十年後，存檔資料繼續帶來新發現。

先前的分析已經指出土星上的土衛二富含化學物質

2018年，研究人員已經報告羽流中存在大型有機分子。目前的工作進一步確認內部來源並鑑定新類別的化合物。磷酸鹽、氫和現在這些複雜有機物的結合增強了宜居性。

太陽系中的其他天體，例如木星的木衛二，也有地下海洋。土星上的土衛二因其可觀測的羽流活動而引人注目，無需鑽透冰層即可進行遠端研究。

未來的研究應該要探索詳細的組成

國際團隊計劃改進舊的數據分析技術。計算模型將嘗試更準確地模擬土星上土衛二海洋的壓力、溫度和 pH 條件。地面實驗室將繼續複製環境來測試更複雜分子的形成。

科學界正在等待有關未來任務的建議，以解決對月球生物潛力的懸而未決的疑問。