【於慶中/綜合報導】自2014年證實在土星衛星「土衛二」(Enceladus)南極表面的冰層下,存在深達10公里的液態水海洋後,科學家便積極探索是否有生命體的存在。綜合《路透》、《CNN》與最新一期科學期刊《自然》報導,美國國家航空暨太空總署(NASA)周三(14日)公布了最新的研究報告,證實由土星探測器卡西尼號(Cassini)收集到的資料顯示,在土衛二的地下海洋水中存在著高濃度的「磷」(Phosphorus),這是構成已知生命體的六大基本元素之一,也是太空活動迄今首次證實地球外有磷的存在。

卡西尼號探測器在1997年升空,2004年抵達土星軌道,開始了為期13年近距離收集土星、土星環與衛星觀測數據的任務,之後陸續發現包括土衛二、土衛六等衛星的環境可能孕育生命體,搭載的惠更斯號(Huygens)登陸艇曾在2005年順利登陸土衛六,2017年結束任務時為了避免污染與破壞,在NASA的控制下進入土星大氣層後焚毀。

土衛二南極冰層隙縫噴射出的水進入太空成為冰粒。翻攝《NASA》官方網站

在2014年卡西尼號發現土衛二南極的地底存在深達10公里的液態水海洋,並發現南極冰殼有著巨大的裂縫,底部的水會以類似間歇泉的形式噴射出來,在太空中形成一股冰粒,在飛經土衛二時採集了樣本進行分析,證實冰粒中含有豐富的礦物質和有機化合物,包括鈉、鉀、氯與碳酸鹽等,科學家相信土衛二是太陽系最可能存在生命體的星體之一。

構成地球上生命體有六大基本元素,就是碳、氫、氧、氮、硫與磷,其中以磷在自然界中所佔的比例最少。報告指出,在卡西尼號收集的土衛二冰粒中早先已檢測出這六種基本元素中的5種,只有磷未被驗出。磷是組成DNA的成分,廣泛存在於哺乳動物的骨骼、細胞膜與海洋浮游生物中。

負責此計畫的德國柏林自由大學(Freie Universität Berlin)教授波斯特伯格(Prof. Frank Postberg)表示:「我們之前發現土衛二的海洋富含多種有機化合物,但這次的新結果揭示了由冰層下海水噴射到太空的冰粒子存在大量磷鹽的明顯化學特徵。這是第一次在地球以外的海洋中發現這種基本元素」,「以磷酸鹽形式存在的磷,對地球上的所有的生命至關重要,例如它對DNA、RNA、細胞膜與ATP(腺嘌呤核苷三磷酸,在細胞中儲存與傳遞能量)的產生非常關鍵。沒有磷酸鹽,我們所知道的現有生命體根本就不會存在」。

早先的研究認為,在地球上與太陽系的其他地方,磷酸鹽通常只存在於岩石礦物中。史波特伯格指出:「磷酸鹽較不容易溶解在水中,所以在海洋中很難找到它們的存在」。

美國德州西南研究所(Southwest Research Institute)太空科學研究員葛連(Christopher Glein)指出,此次測試發現土衛二海洋中的磷濃度,至少是地球海洋的100倍,「高磷酸鹽濃度是富含碳酸鹽的液態水,與土衛二海底岩石礦物相互作用的結果,這也有機會發生在其他星體的海洋世界。這種關鍵成分可能足以支持土衛二海洋中孕育生命,這對天體生物學(astrobiology)來說是一項驚人的發現」。

即使如此,身為此計畫的共同研究者的葛連,在面對這個發現時仍提醒應謹慎地繼續深入研究,「這些物質雖然是構成生命體的必要成分,但它們不見得可支撐已知生命體存活在外星環境中。土衛二的海洋是否是孕育生命的起源,仍然是一個懸而未決的問題」。

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《國家地理》指出,目前的研究結果還有許多無法解釋的問題,例如磷酸鹽在土衛二的海水中是否分布均勻,或者只是剛好被卡西尼探測器採樣到。史波特伯格表示:「綜合目前已知的研究結果,我們認為土衛二具有適合生命體出現的條件,但並不知道是否真的已存在生命體。接下來的主要任務,就是要確定土衛二上有沒有生命體存在」。

NASA噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)已開發一款名為「EELS」(Exobiology Extant Life Surveyor ,外太空現存生命探測器)的蛇型機器人,計畫將送上土衛二進行探勘任務,希望屆時可以為地球外生命體的存在做出更進一步地發現。