根据一支国际科学家小组最近进行的研究，土卫六“泰坦”上或许存在能够孕育生命的化学物质。在对“卡西尼”号飞船获取的数据进行分析后，他们在“泰坦”大气层中发现了带负电荷的分子“碳链阴离子”。据信，这种分子是更复杂分子的“构件”，在地球生命诞生过程中扮演了关键角色。
“卡西尼”号飞船拍摄的“泰坦”大气层。
发现前生命化学物质
一个世纪以来，身为土星最大卫星的土卫六“泰坦”就是一个神秘的所在。2004年“卡西尼-惠更斯”号飞船进入土星轨道后，“泰坦”身上的谜团不仅没有被揭开，反而越发难以捉摸。除了发现甲烷循环、生命起源前的环境以及有机化学证据外，“卡西尼-惠更斯”号任务还发现“泰坦”或许存在孕育生命的化学物质。
一支国际科学家小组最近进行的研究得出了这一结论。在对“卡西尼”号飞船获取的数据进行分析后，他们在“泰坦”的大气层中发现了一种带负电荷的分子，被称之为“碳链阴离子”。据信，这种分子是更复杂分子的“构件”，在地球生命诞生过程中扮演了关键角色。
《泰坦电离层的碳链阴离子与复杂有机分子生长》最近刊登在了《天体物理学期刊快报》上。研究小组成员包括伦敦大学学院、格勒诺布尔大学、乌普萨拉大学、伦敦大学伯贝克学院、科罗拉多大学、瑞典空间物理研究所、美国西南研究院以及美国宇航局戈达德太空飞行中心的众多科学家。
文中指出，在“卡西尼”号穿过距地面950到1300公里的土星上层大气时，该飞船的等离子光谱仪探测到了碳链阴离子。这种分子的存在出乎他们预料，并对“泰坦”大气层运转机制的现行理论构成巨大挑战。很久以前，科学家就意识到“泰坦”电离层内的氮、碳和氢受到了阳光和来自土星磁气圈的高能粒子影响。在此过程中，这些元素被转化成更为复杂的前生命化合物。它们“顺流而下”，进入下层大气，形成厚重的有机气溶胶浓雾。据信，有机气溶胶最终会落到地面。
“泰坦”内部结构
类似地球早期大气
科学家对这一过程充满浓厚兴趣，因为整个过程中哪些分子被转化为复杂有机分子一直是不解之谜。随着“卡西尼”号出人意料地发现了碳链阴离子，谜团终将揭开。碳链阴离子具有高度反应活性，在与其它物质结合前不可能在“泰坦”大气层存在很长时间。
数据显示，碳链在靠近“泰坦”时耗尽，体积较大的气溶胶分子前体快速增长。这意味着二者之间存在密切关系，即碳链“播种”了气溶胶分子。几十亿年前，赋予地球生命的转化过程拉开帷幕，科学家认为这些分子正是这一过程的重要组成部分。
碳链阴离子的发现有助于揭示宇宙内的生命起源。研究论文主执笔人、伦敦大学学院的拉维·德塞博士在欧洲航天局的新闻稿中指出：“这是我们第一次明确证实，类行星大气层中存在碳链阴离子。我们认为，在形成更大更复杂的有机分子过程中——例如体积较大的‘泰坦’浓雾颗粒——它们是至关重要的一环。我们已经知道该现象存在于星际介质中。现在，我们又在截然不同的环境下发现了它的存在。这表明，它是一个普遍存在的复杂有机分子形成过程。”
“泰坦”拥有致密的氮-甲烷大气层，同时还发生着太阳系内一些最为复杂的化学过程。基于这些特征，很多科学家认为“泰坦”大气层与地球的早期大气层类似。几十亿年前，也就是在微生物出现前，这种大气环境允许氧元素逐渐积聚。也许，地球也一度拥有氮、二氧化碳和惰性气体构成的浓密大气层。
“泰坦”逆光照，美丽的光晕令人神往。
有助寻找外星生命
“泰坦”经常被视为一个行星实验室，能够帮我们研究孕育地球生命的一系列化学反应。如果能够发现形成生命要素的一条普遍路径，其意义就将不仅限于地球。现在，天文学家已开始在系外行星寻觅同样的分子，希望确定哪些分子有助于孕育生命。
在我们的太阳系，这一发现对寻找生命也具有重要意义。德塞指出：“当前的疑问是，其它氮-甲烷大气层——例如冥王星、海卫一或者拥有类似特征的系外行星——是否存在同样过程？”
“卡西尼-惠更斯”号项目研究人员尼古拉斯·阿尔托贝利表示：“‘卡西尼’号的发现令人鼓舞，证明追踪从小化学物种到大化学物种的过程具有重要意义，有助于了解早期类地大气层如何形成复杂有机分子。虽然我们尚未找到外星生命，但我们在‘泰坦’、彗星和整个星际介质发现了复杂有机分子。我们确信现在距发现它们的前体越来越近。”
“卡西尼”号的“壮丽终章”任务将于9月15日结束。届时，这项持续了13年的土星及土卫的观测任务将迎来高潮，并画上圆满的句号。“壮丽终章”任务于4月开始，距离结束还有大约1个月18天16小时零10分。完成土星环穿越任务后，“卡西尼”号将脱离轨道并坠入土星大气层，避免污染其卫星。
未来登场的观测设备——例如詹姆斯·韦伯太空望远镜以及欧洲航天局的“柏拉图”探测器——以及阿塔卡玛大型毫米波阵列（ALMA）等地面望远镜，有望在短短几年内获取一系列重大的系外行星观测发现。在将常见元素转化成有机分子过程中，何种类型的分子扮演着固定的角色？如果找到这个问题的答案，科学家便能够缩小宜居行星，甚至有生命行星的搜索范围。
“卡西尼”号从土星北半球上空飞过，随后踏上“壮丽终章”，穿越土星环。按照计划，“卡西尼”号将22次穿越土星环。
惠更斯号探测器传回土卫六视频
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责编：钟狼将
