土卫二的表面可能含有相对大量的原始有机物质

土卫二是土星的第六大卫星，它为我们的太阳系寻找外星生命的证据提供了绝佳的机会，因为它的宜居海洋和羽流将含有有机物的海洋物质沉积在地表。有机海洋物质可以通过土卫二上的着陆器任务进行采样。在紫外线和等离子体环境下，了解表面上存在的相对原始、未改变的有机物的数量是很有意义的。

“通过向土卫二表面发送任务，我们可以了解很多有关土卫二海洋中潜在生物特征的信息，”行星科学研究所高级科学家阿曼达·亨德里克斯说。

“以前，人们认为，为了从土卫二海洋中采集最新鲜的物质样本，你必须飞过羽流并测量羽流颗粒和气体。”

“但现在我们知道你可以降落在表面，并相信你的仪器可以测量来自海洋的相对原始的羽流有机物。”

“通过宇航局卡西尼号航天器的测量，我们知道土卫二的海洋适合居住，”她补充道。

“我们知道有液态水、能源和化学物质碳、氢、氮、氧、磷和硫。正如我们所知，这些是生命所必需的成分。”

“土卫二是一个海洋世界：它在冰冷的表面下蕴藏着液态海洋。”

“我们的太阳系中至少有几个海洋世界，但土卫二很特别，因为它通过南极蒸气和冰粒羽流将海洋物质喷射到太空中，这意味着卡西尼号上的仪器能够表征当航天器飞过土卫二羽流时，海洋。”

“幸运的是，对于这项研究来说，尽管一些羽流颗粒被喷射到土星系统中，但近 90% 的羽流颗粒会落回到月球表面，这可能意味着海洋物质(包括有机物)就坐在表面上。”

在土卫二羽流中发现的有机分子包括甲烷和乙烷等分子，以及更复杂的分子。

有机物可以通过太阳紫外光子和电子等带电粒子进行加工或化学转化。

但如果科学家想查明羽流颗粒中是否存在任何源自海洋的生物特征，他们需要这些颗粒尽可能保持原始状态，并且尽可能不暴露在紫外线下。

在这项新研究中，亨德里克斯博士和她的同事、宾夕法尼亚州立大学研究员克里斯托弗·豪斯利用来自宇航局/欧空局哈勃太空望远镜和卡西尼号的数据来估计紫外线光子可以穿透土卫二表面羽状颗粒的深度。

“我们在这项研究中发现，在土卫二表面的某些地方，我们可以用航天器着陆并采集样本，并且我们可以测量相对原始的有机物，”亨德里克斯博士说。

“那是因为太阳紫外线光子无法深入冰冷的表面。”

“那些具有破坏性的太阳紫外线光子只能穿透冰面约 100 微米。那是几根人类头发丝的宽度!”

“因此，表面的最顶部暴露在那些具有破坏性的紫外线光子下，但只有一部分有机物发生化学转化，然后很快这些物质就被新鲜的羽流物质覆盖。”

“更深的颗粒不会经历更多的转变——因为紫外线光子被阻止与更深的材料相互作用。”

“新沉积的羽流颗粒充当了底层材料的屏障。它们就像防晒霜一样!”

“理想情况下，我们希望有一天通过登陆土卫二表面来采集相对原始的海洋有机物。”

“这个结果很重要，因为它告诉我们，将有大量相对原始的有机物可供采样，因为那些破坏性紫外线光子的穿透深度非常浅。”

“稍深的颗粒没有太多地暴露在紫外线下，因此这意味着有机物的暴露年龄较低。”

“由于紫外线很容易改变有机分子，因此这种光进入冰雪覆盖的世界表面的深度确实很重要，”豪斯博士补充道。

“由于发现了较短的紫外线穿透深度，我们的结果确保了土卫二的冰中锁定并保存了充足的有机物质，这些物质可以追溯到其海洋。”

“想到利用已知技术，我们可以轻松地从可居住的外星海洋获取大量有机物质，真是令人惊叹。”

研究结果发表在《通讯地球与环境》杂志上。