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土星的这个奇怪的月亮有一些必不可少的成分

   2017-08-09 11:46   作者:   编辑:郭晴天
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如果你要在另一个世界上做饭,泰坦就是这样做的地方。

土星最大的月亮富含碳,氮和氢 - 地球上所有生物体所需的元素。它有两种类型的湿成分 - 地下水的海洋和表面上的液态甲烷的湖泊。与能源齐平 - 其中一个甲烷湖  可以为美国每个家庭供电 300年。

研究人员现在已经发现了两个可能重要的外来物质成分:一种可以形成像包膜细胞的膜的化合物,以及可能是生命之前的化学物质的“通用驱动剂”的长链碳原子。 

约翰霍普金斯大学行星科学教授莎拉·霍斯特(SarahHörst)说,科学家们已经走进了一个宇宙厨房,发现烤箱预热到了350度,面粉和鸡蛋混合在一起。“但是,当你混合在一起的时候你不在,所以你不知道他们混在一起做什么。你不知道烤后会发生什么,“她说。

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所有这些成分可能无关。或者,“你可能会这样,...这是一个惊人的蛋奶酥。”霍斯特笑了起来。

制作有机体比烘烤蛋奶粉要困难得多。如果生物学正在酝酿在泰坦,这可能与我们所知道的生活有很大的不同。泰山距离太阳近10亿英里,温暖平静,平均气温平均降至华氏290度。朦胧的气氛充满了烟雾般的云层,降低了液态甲烷,湖泊含有高度易燃的碳氢化合物(汽油的主要成分),如果存在氧气,则会迅速地起火。幸运的是(不是,取决于你喜欢呼吸多少),泰坦几乎没有任何氧气说话。

但是,最近没有参与研究的霍尔斯特说,泰坦是我们太阳系寻求生活的理想目标,因为我们不知道。两个最新的发现只是增加了证据。

第一个在  上个月晚些时候发表在“天体物理学杂志  ”上的文章来自NASA的航天器卡西尼(Cassini),它在泰坦的气氛中发现了一种特有的分子,以前只在陨石,彗星和星空之间的尘土飞扬的空间中看到。这个称为碳链阴离子的分子似乎是复杂化学反应的催化剂,主要作者Ravi Desai说。柠檬汁与小苏打反应以使蛋糕上升,这种阴离子或带负电荷的分子可能引发产生较大有机分子的反应。

泰坦大气层中碳链阴离子的发现与任何美味的甜点一样令人兴奋。这些分子与星际尘云中的有机化合物的产生以及在陨石和彗星上检测到的氨基酸和其他生物构件有关。

事实上,类似的化学发生在泰坦的云层,这表明生命的构建块的创造可能是一个“普遍的过程”,德赛说,“拥有普遍的驱动力”。

德盛大学学院的物理学家德赛强调,您需要从碳链阴离子到实际生物的几个步骤。在绝对最佳情况下,这些分子将引发更大的有机化合物的反应,然后将其合并成氨基酸,氨基酸构建蛋白质,蛋白质是细胞的必需成分。科学家还没有证明所有这些步骤都发生在土星的月亮上。

但是他们知道,泰坦的气氛包含了大量的有机化合物 - 氢,碳和氮的环和链,其中有些原子长数百个,当你朝着地面向下漂移时就出现了。Hörst 在她的地球实验室进行了实验,表明氨基酸和核苷酸(DNA的基本单位)可以从月球阴霾的化学液体中调制出来。

“这一切都在一起,”Desai说。

添加到有吸引力的成分的另一个新检测到的有机分子乙烯基氰。赫斯特(Hörst)认为,尽管名声不凡 - 这听起来像是一名超级小人物的别名,他们杀死了有毒的20世纪70年代的沙发 - 这个分子有天体生物学家的兴奋。 2015年发表的研究表明,乙烯基氰分子可以聚集形成与包围细胞的膜类似的球形包膜。

“我们知道,生活是一大堆集装箱,基本上是保持我们想要的东西,直到我们想要他们在别的地方,”霍斯特说。“像氰化乙烯那样的分子可能会做这样的事情。”

乙烯基氰是令人兴奋的,因为它是两亲的:一端有电荷,另一端没有。这是同样的属性, 当你清洁你的菜肴时,肥皂分子聚集在油和污垢周围。这也使 形成我们的细胞膜的脂质自发地组装成可以包围细胞的皮肤。

我们的细胞膜脂质需要氧气,它们只能在浸入水中时工作 - 这两者都很难在Titan的表面上出现。但乙烯基氰只包括碳,氢和氮,当它沉没在Titan游泳的液态甲烷中时,会形成膜。这可能是Titan的基本生物化学的关键吗?

美国宇航局戈达德行星科学家莫伦·帕尔默  (Maureen Palmer)利用来自阿塔卡马大型毫米波阵列的数据,将66颗望远镜分布在智利的沙漠高原上,能够检测出乙烯氰的电磁特征 - 这是一个小于7英尺的小分子。

“这与我们在地球上使用的化学有很大的不同,”帕尔默说。“这就是为什么当我们考虑在泰坦的天体生物学时,有时候它被称为”奇怪的生活“。...试图探索可能生活的边界是一个迷人的目标。“

我们对Titan的潜在可居住性的了解很多来自卡西尼,美国航空航天局的探索已经在土星上盘旋了十多年。航天器将登陆者登上了泰坦(人类首次登陆我们自己的月球),发现了月亮的湖泊,并在这个奇怪的身体上发现了几十种重要的有机分子。

然而卡西尼几乎没有燃料。而不是高高地离开它 - 并且冒着撞上泰坦并污染外星人的风险 - 科学家们将探测器编程为在9月中旬严重侵入土星的内部空间。

帕尔默的发现  发表在科学进步杂志上,对科学家们感到鼓舞,科学家们正在深入卡西尼任务的结束,因为它表明,通过在地球上的望远镜可以精确地识别出外星人气氛中的分子。

但霍夫斯特仍然在为巨人重返任务而开枪。

她说:“如果我认为泰坦有生命,人们会一直问我,你会得到一个不同的答案,这取决于我喝了多少酒。” “但是我们非常确定,这些广泛的大图片类别中所有需要的一切都在Titan上。在某些时候,它只是归结为,我们不应该去检查吗?“