(CNN)——在土星的卫星土卫二上发现了一种构成生命的关键化学物质。
磷在咸冰粒中被检测到，这些咸冰粒是由月球冰壳裂缝之间喷出的羽状物释放到太空中的。
在土卫二厚而冰冷的表面下存在着海洋，在土卫二南极的间歇泉中有规律地释放出羽状物质。
这些物质被纳入土星最外层的E环。
科学家们使用了美国宇航局卡西尼号任务的数据，该任务在2004年至2017年期间研究了土星及其卫星。宇宙飞船多次飞越土卫二和土星E环的羽流，卡西尼号的宇宙尘埃分析仪探测到生命所必需的矿物质和有机化合物。
此前，研究人员在卡西尼号收集和分析的冰粒中检测到钠、钾、氯和碳酸盐化合物的存在。现在，科学家们可以将磷添加到列表中。周三发表在《自然》杂志上的一项详细研究结果。
“磷酸盐形式的磷对地球上的所有生命都至关重要，”该研究的主要作者、柏林自由Universit?t行星科学教授弗兰克·波斯特伯格博士在一份声明中说。“例如，它对DNA和RNA、细胞膜和ATP(细胞中的通用能量载体)的产生至关重要。如果没有磷酸盐，我们所知道的生命就不可能存在。”
这是人类首次在地球以外的海洋中发现磷。
“以前的地球化学模型在土卫二海洋是否含有大量磷酸盐的问题上存在分歧，”波斯特伯格说。“卡西尼号的测量结果毫无疑问地表明，海水中存在大量这种必需物质。”
另一个星球上的宜居海洋
数据显示，在冰粒内部存在高浓度的磷酸钠，或将钠、氧、氢和磷结合在一起的化学分子。
研究人员说，在土卫二海洋中对磷和其他有机化合物的集体检测表明，如果在这颗冰冷的卫星上存在生命，它可能适合生命居住。
“通过确定土卫二海洋中如此高的磷酸盐浓度，我们现在已经满足了通常被认为是确定天体是否适合居住的最严格要求之一，”该研究的合著者、华盛顿大学博士后研究员法比安·克伦纳博士在一份声明中说。
虽然海洋存在于冰壳之下，但有迹象表明，海底有热液环境，使海洋保持较高的温度。
波斯特伯格说:“对于宜居性来说，重要的一点是我们发现了溶解在土卫二海洋中的磷酸盐，有了磷酸盐，就很容易形成潜在的生命。”
“在大多数情况下，磷酸盐(在地球和太阳系的其他地方)被锁在岩石矿物中，但在土卫二上，它们在海洋中大量溶解(以盐的形式)。”
研究人员还进行了实验室实验，模拟了土卫二的咸海，他们确定磷酸盐浓度是地球海洋的100倍，甚至可能高达1000倍。波斯特伯格说，这是因为“苏打海洋”，即像土卫二上那样富含碳酸盐和二氧化碳的海洋，可以溶解大量的磷酸盐，否则这些磷酸盐就会被锁在岩石矿物中。
“高磷酸盐浓度是土卫二海底富含碳酸盐的液态水和岩石矿物相互作用的结果，也可能出现在许多其他海洋世界上，”该研究的合著者、德克萨斯州圣安东尼奥西南研究所的行星科学家和地球化学家克里斯托弗·格莱因在一份声明中说。“这种关键成分可能足够丰富，可能支持土卫二海洋中的生命;这是天体生物学的一个惊人发现。”
木星和土星周围的其他海洋卫星包括木卫二、土卫六和木卫三。未来的木卫二任务，如欧洲航天局的木星冰卫星探测器和美国宇航局的木卫二快船，可以确定更多关于这些海洋成分的信息。
寻找生命的迹象
尽管卡西尼号的任务在2017年以故意在土星大气层中燃烧而告终，但其仪器收集的数据正在改变科学家对土卫二和类似海洋世界的理解方式，这些海洋世界可能是在太阳系中寻找地外生命的最佳选择。
加州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的行星科学家、旅行者号项目科学家琳达·斯皮尔克在一份声明中说:“土卫二地下海洋中磷的最新发现，为太阳系其他冰冷的海洋世界的可居住性奠定了基础。”斯皮尔克是卡西尼号的项目科学家，他没有参与这项研究。
“既然我们知道有这么多生命的成分存在，问题就变成了:地球以外是否有生命，也许在我们自己的太阳系中?”我觉得卡西尼号的持久遗产将激励未来的任务，最终可能会回答这个问题，”斯皮尔克说。
尽管土卫二上存在生命的组成部分和适宜居住的条件，但目前还没有发现真正的生命。
格莱因说:“拥有这些成分是必要的，但它们可能不足以让地外环境孕育生命。”“生命是否起源于土卫二的海洋仍然是一个悬而未决的问题。”
“下一步是明确的——我们需要回到土卫二，看看宜居海洋是否真的有人居住，”该研究的合著者诺扎尔·哈瓦贾博士说，他是一名行星科学家，也是Freie Universit?t柏林的博士后研究员。
向土卫二发射一个专门的任务是天文学家的首要任务。设计恩塞拉多斯轨道探测器的计划正在进行中，它既可以绕月球运行，也可以在月球表面着陆。如果该任务在本十年晚些时候发射，它可能会在本世纪50年代初到达遥远的月球。
亚利桑那州立大学的研究教授、行星地球化学家米哈伊尔·佐洛托夫(Mikhail Zolotov)说，一艘能够降落在土卫二羽流沉积物上的航天器可以进行化学分析，以进一步研究地下海洋。佐洛托夫没有参加这项研究。
佐洛托夫说:“这些羽状沉积物可以在着陆器内融化，并分析溶解的盐、气体、有机化合物和可能的生物特征，这些都将表征海洋化学和宜居性。”
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