美国国家航空航天局：土卫二和木星的卫星欧罗巴表面附近可能存在生命迹象

（蜘蛛网eeook.com）据美国宇航局（wasteigerwald）：木星的卫星欧罗巴和土星的卫星土卫二都有证据表明它们的冰壳下有海洋。美国国家航空航天局的一项实验表明，如果这些海洋支持生命，那么以有机分子（如氨基酸、核酸等）形式存在的生命特征可以在地表冰下生存，尽管这些世界受到了强烈的辐射。如果机器人着陆器被派往这些卫星寻找生命迹象，它们就不必挖得很深，就能找到被辐射改变或破坏的幸存氨基酸。

美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的亚历山大·巴甫洛夫是7月18日发表在《天体生物学》杂志上的一篇关于该研究的论文的主要作者，他说：“根据我们的实验，木卫二上氨基酸的‘安全’采样深度在后半球的高纬度地区（与木卫二围绕木星的运动方向相反的半球）接近8英寸（约20厘米），该地区的表面没有受到陨石撞击的太多干扰。”。“探测土卫二上的氨基酸不需要地下采样——这些分子在距离土卫二表面不到十分之一英寸（几毫米以下）的任何位置都能经受辐射分解（被辐射分解）。”

由于被困在宿主行星磁场中的高速粒子和深空中的强大事件（如恒星爆炸）的辐射，这些几乎没有空气的卫星的寒冷表面可能无法居住。然而，两者的冰面下都有海洋，这些海洋被宿主行星和邻近卫星的引力潮汐加热。如果这些地下海洋有其他必需品，如能源供应以及生物分子中使用的元素和化合物，它们就可以孕育生命。

戏剧性的羽状物，无论大小，都从土星卫星土卫二南极附近著名的“虎纹”沿线的许多地方喷出水冰和蒸汽。图像：uux.cn美国国家航空航天局/喷气推进实验室/空间科学研究所

研究小组在辐解实验中使用氨基酸作为冰卫星上生物分子的可能代表。氨基酸可以由生命或非生物化学产生。然而，在欧罗巴或土卫二上发现某些氨基酸将是生命的潜在标志，因为它们被陆地生命用作构建蛋白质的成分。蛋白质对生命至关重要，因为它们被用来制造加速或调节化学反应的酶，并制造结构。来自地下海洋的氨基酸和其他化合物可以通过间歇泉活动或冰壳的缓慢搅动运动带到地表。

2022年9月29日，美国国家航空航天局朱诺号航天器上的公众参与相机朱诺相机在任务近距离飞越期间拍摄了木星冰冷的卫星欧罗巴的这张照片。这张照片是JunoCam在飞越期间拍摄的第二、第三和第四张照片的合成，从第四张图片的角度看。北方在左边。这些图像的分辨率略高于每像素0.5至2.5英里（每像素1至4公里）。与我们的月球和地球一样，欧罗巴的一侧总是面向木星，这就是这里可见的欧罗巴一侧。欧罗巴的表面布满了裂缝、山脊和带状结构，这些结构抹去了大约9000万年前的地形。公民科学家Kev

in M.Gill处理了这些图像以增强颜色和对比度。图像：uux.cn美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院/SwRI/MSSS图像处理：Kevin M.Gill CC BY 3.0

为了评估氨基酸在这些星球上的生存情况，研究小组将氨基酸样本与冷冻至约零下321华氏度（-196摄氏度）的冰混合在密封的无空气小瓶中，并用不同剂量的伽马射线（一种高能光）轰击它们。由于海洋可能存在微生物，他们还测试了冰中死细菌中氨基酸的存活情况。最后，他们测试了与硅酸盐粉尘混合的冰中的氨基酸样本，以考虑陨石或内部物质与地表冰的潜在混合。

此图显示了装载在专门设计的杜瓦瓶中的实验样品，该杜瓦将在不久后填充液氮并置于伽马辐射下。请注意，火焰密封的试管用棉织物包裹在一起，以保持它们在一起，因为试管在液氮中会变得有浮力，并开始在杜瓦瓶中漂浮，从而干扰了适当的辐射暴露。图像：uux.cn坎迪斯·戴维森

这些实验提供了关键数据来确定氨基酸分解的速率，称为辐解常数。有了这些，研究小组利用木卫二和土卫二的冰面年龄和辐射环境来计算钻探深度和10%的氨基酸在放射性破坏中幸存的位置。

尽管之前已经进行了测试氨基酸在冰中存活的实验，但这是第一次使用较低的辐射剂量，不会完全分解氨基酸，因为仅仅改变或降解它们就足以确定它们是否是潜在的生命迹象。这也是第一次使用欧罗巴/土卫二条件评估这些化合物在微生物中的存活率的实验，也是第一次测试与灰尘混合的氨基酸的存活率。

研究小组发现，氨基酸与灰尘混合时降解速度更快，但来自微生物时降解速度较慢。

巴甫洛夫说：“在木卫二和土卫二类似的表面条件下，生物样本中氨基酸的破坏速度缓慢，这为木卫二和木卫二着陆器任务未来的生命探测测量提供了依据。”。“我们的结果表明，在欧罗巴和土卫二富含二氧化硅的区域，潜在的有机生物分子的降解速率高于纯冰，因此，未来可能对欧罗巴和土卫两进行的任务在对这两个冰冷卫星上富含二氧化硅的地点进行采样时应该谨慎。”

氨基酸在细菌中存活时间更长的一个潜在解释涉及电离辐射改变分子的方式——直接通过破坏其化学键，或间接通过在附近产生反应性化合物，然后改变或分解感兴趣的分子。细菌细胞物质可能保护氨基酸免受辐射产生的反应性化合物的影响。

该研究得到了美国国家航空航天局（NASA）的80GSFC21M0002号资助，NASA行星科学部内部科学家资助计划通过戈达德基础实验室研究工作包，以及NASA天体生物学NfoLD 80NSSC18K1140号资助。