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土星不同尋常的類地衛星剛剛失敗了一項對外星生命的關鍵測試

歸咎於量子力學

美國宇航局卡西尼號探測器於2006年9月23日拍攝的一張照片顯示了泰坦(土衛六)上存在的兩個碳氫化合物湖。

得益於量子力學,即管理亞原子粒子的奇怪規則,土星最像地球的衛星看起來不太可能形成生命。

泰坦(土衛六)是太陽系中僅次於木星的木衛三的第二大衛星,它的兩點獨特之處使一些研究人員相信,這顆衛星上可能存在外星生命:泰坦是太陽系中唯一一顆擁有稠密大氣層的衛星,也是除了地球外,唯一一顆已知表面有液態水的天體。在泰坦上,這些水池是冰冷的碳氫化合物湖,相比地球上的海洋而言,它們更接近於汽車裡的汽油。但一些研究人員認為,這些水池可能會擁有複雜的結構:氣泡具有特殊的屬性,模仿了我們星球上生命所必需的成分。

在地球上,脂質分子(脂肪酸)可以自發地排列成氣泡狀的膜,這些膜形成了所有已知生命形式的細胞周圍的屏障。一些研究人員認為,這是地球上生命形成的第一個必要成分。

在土衛六(泰坦)上,研究者們已經在過去推測,可能出現了一組類似氣泡狀的膜, 這些由氮基分子組成的膜結構被稱為氮質體(偶氮體)。

但是想要這些結構自然地產生,必須要考慮土衛六實際現存的物理學條件:即溫度約為零下300華氏度(零下185攝氏度),沒有液態水或者大氣氧氣。

在以前的研究中,使用分子動力學模擬-一種經常用來檢驗生命化學的技術-表明這種氣泡結構會出現,並在土衛六這樣的世界中變得普遍。但是,發表在1月24日的《科學進展》雜誌的一篇論文表明,以前的模擬是錯誤的。

在這篇新的論文中,研究人員通過更加複雜的涉及量子力學的模型,來研究這種結構形式的熱力學可行性。

意思是說,把一個球放在山的頂端,它很可能最終會落在山的底部,一個能量較低的位置。同樣地,化學分子傾向於以最簡單、最節省能量的方式來排列。研究人員想要知道,對於這些含氮分子結構來說氮質體是否是最簡單最有效的排列方法。

研究人員在他們的論文中寫道,他們對土衛六的環境進行了生命極限的嚴格測試。正是基於這種條件,測試結果是土星衛星失敗了。模擬結果顯示,對偶氮小體分子膜在土衛六的環境下不具備熱力學可行性。

研究人員在一份宣告中表示,這項工作可以幫助美國宇航局明確即將在20世紀30年代對土衛六開展的蜻蜓號任務中應包括哪些實驗。研究人員在論文中稱,理論上土衛六仍有可能出現生命,只是這種生命可能不會涉及到任何我們已知的細胞膜結構。

相關知識

土衛六是土星最大的衛星,也是太陽系中第二大天然衛星。它是唯一一個已知的擁有稠密大氣層的衛星,也是除了地球之外,唯一一個在太空中發現了具有穩定的表面液體的天體的明確的證據。土衛六是土星的第六個受重力作用下影響的圓形的衛星。土衛六經常被描述成像行星一樣的衛星,它比地球的衛星大50%,品質大80%。

它是太陽系中僅次於木衛三的第二大衛星,比水星大,但品質只有水星的40%。土衛六於1655年被荷蘭天文學家克里斯蒂安·惠更斯發現,是已知的第一個土星衛星,也是已知的第六顆行星衛星(僅次於地球的衛星和木星的四顆伽利略衛星)。土衛六以土星半徑20度繞土星執行。從土衛六表面看,土星弧長的弧度為5.09度,在天空中會顯得比地球上的月球大11.4倍。

土衛六主要由冰和岩石物質組成,這些物質很可能分化成一個岩石的核心,被各種各樣的冰層包裹著,包括一層六角冰的外殼和一層地下的富含氨的液態水。就像在太空時代之前的金星一樣,稠密而不透明的大氣阻礙了我們對土衛三表面的了解,直到2004年卡西尼-惠更斯號任務提供了新的資訊,包括在土衛三的兩極地區發現液態烴湖。這個地質學意義上的年輕的表面通常是光滑的,很少有隕星坑,儘管已經發現了山脈和幾個可能的冰火山。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Rafi Letzter-Poker Face,Ireneweii,Nirvana,桃桃球

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