巴基斯坦裔科学家在土星冰冷的卫星上发现了维持生命的元素

2024-05-02 15:54来源:http://www.fstts.cn/

卡拉奇:

在一项非凡的突破中,由Freie Universität Berlin的弗兰克·波斯特伯格教授领导的一个国际科学家团队发现了地外生命的关键成分。巴基斯坦出生的科学家Nozair Khawaja博士在这一突破性成就中发挥了关键作用。

通过不懈的努力揭开宇宙的秘密,寻找外星生命,该团队将注意力集中在土星冰冷的卫星土卫二上。

通过分析美国宇航局卡西尼号太空任务收集的数据,他们有了惊人的发现。有史以来第一次,在土卫二表面下的地外海洋中发现了对生命至关重要的最稀有元素磷。

这项研究发表在2023年6月14日星期三的科学杂志《自然》上。

“结果表明,土卫二的海水中存在大量磷酸盐,我们的地球化学实验告诉我们,与地球的海洋相比,土卫二的海洋中这种必需化合物的含量如此丰富,”波斯特伯格教授在给《论坛快报》(The Express Tribune)的一封电子邮件中说。

生命的六要素配方

磷构成了地球上DNA、RNA和肥沃土壤的骨架。磷的添加完成了生命必需元素的清单,从而使土卫二成为继我们的蓝色星球之后最适合生命居住的候选者。

该研究的合著者Nozair Khawaja博士说:“随着磷酸盐的发现,土卫二揭示了生命所需的所有六种生物必需元素(C、H、N、O、P和S)。”

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磷是地球上所有生命构建DNA(和RNA)所必需的,也是地球上不同环境中生命生长的限制因素。正如我们所知,这种以磷酸盐形式存在的元素对地球上的生命至关重要。

“有了这一惊人的突破性发现,土卫二已经成为太阳系中寻找外星生命的主要天体。因此,需要派遣一项配备现代技术的新太空任务,以确定这个外星宜居海洋世界是否真的有人居住,”Khawaja在接受《论坛快报》采访时补充道。

宇宙尘埃分析器

土卫二是土星的第六大卫星,宽度只有500公里。通过美国宇航局卡西尼号宇宙飞船的不懈努力,对这颗迷人的卫星的有价值的探索成为可能,卡西尼号宇宙飞船于2004年成功到达这颗环状行星。

在执行任务的过程中,卡西尼号拍摄了惊人的453,048张土星及其卫星的照片,对土星的卫星进行了162次有针对性的飞越,甚至揭示了六颗新卫星的存在。该航天器传输了宝贵的数据宝库,总计635 GB,这有助于产生3,948篇研究论文。

卡西尼号优雅地进入了土星的大气层,它的任务以故意的方式结束,但它的数据的影响将在未来几年继续吸引学者。

This illustration depicts, NASA's Cassini plunge into Saturn's atmosphere on Sept. 15, 2017. PHOTO: COURTESY/NASA这张插图描绘了2017年9月15日,美国宇航局的卡西尼号坠入土星大气层。照片:礼貌/ NASA

2005年,卡西尼号宇宙飞船在土卫二的冰原裂缝中探测到水汽羽流,这一惊人发现表明土卫二存在巨大的地下海洋。

为了收集有价值的冰粒和水蒸气样本,工程师们设计了一种巧妙的旋转仪器,称为宇宙尘埃分析仪(CDA)。这台仪器有一个设计巧妙的开放面,可以有效地捕获和保留从土卫二及其周围发射的粒子。

CDA配备了先进的传感器,对收集到的颗粒的特性提供了至关重要的见解。通过分析它们的质谱特征,仪器确定了它们的质量、速度、方向和化学成分。这些宝贵的数据揭示了蒸汽、颗粒和其他微小粒子的性质,揭开了土卫二及其神秘环境中隐藏的秘密。

从2004年到2008年,科学家们研究了土星e环上345颗冰粒的光谱,在9颗冰粒中发现了磷酸盐。土星的e环是由逃离土卫二羽流进入土星轨道的冰粒形成的。

This is an artist’s co<em></em>ncept of NASA's Cassini spacecraft during the Saturn Orbit Insertion (SOI) manoeuvre, just after the main engine has begun firing. PHOTO: COURTESY/NASA这是一个艺术家的公司美国宇航局卡西尼号飞船在土星轨道插入(SOI)演习期间的概念图,就在主发动机开始点火之后。照片:礼貌/ NASA

Nozair Khawaja博士是这个团队的一员,在这一发现中发挥了非常重要的作用。

苏打的海洋

根据冰粒中的磷酸盐含量,土卫二水中的磷含量可能是地球的100到1000倍。这一发现与在地球上进行的实验室实验一致,这些实验支持了土卫二海洋中富含磷的环境的可能性。所以,月球广阔的海洋富含溶解的碳酸盐,就像苏打饮料一样。

最近,在其他相关的突破性发现中,Khawaja博士带领国际研究团队发现了土卫二海洋中出现的冰粒中与生物相关的有机化合物,并发表在《自然》和《皇家天文学会月刊》(MNRAS)上。

所有这些令人信服的发现都表明,土卫二的海洋可能有更直接的微生物存在的证据,因此,未来需要一项新的任务来进一步探索这个外星世界。

Khawaja博士是一位杰出的巴基斯坦裔行星科学家,已在德国柏林自由大学就职。他在过去贡献并领导了许多突破性的研究项目。他曾参与美国宇航局的卡西尼号太空任务,现在他是美国宇航局未来的木卫二快船太空任务的专业成员。

Khawaja博士也是尘埃仪器命运尘埃分析仪(DDA)的联合研究员,DDA将是JAXA的命运Plus太空任务的一部分,该任务旨在调查小行星Phaethon。

他也是一个生物标志项目的联合研究员,该项目与国际空间站(ISS)的实验有关,以支持未来在火星和冰冷的卫星上寻找生命的太空任务。他也是柏林自由大学新建立的热液设施的主要研究员。

此外,Nozair Khawaja博士正在从事与天体生物学有关的多个国际项目,他是巴基斯坦天体生物学网络(ABNP)的创始人,该网络是一个志愿者网络,旨在促进巴基斯坦的天体生物学和空间探索。

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