土星卫星土卫二的核心可能与原始陨石相似
新的研究表明,土星卫星土卫二的核心与陨石的核心相似,具体来说球粒陨石,是早期太阳系尘埃聚结形成的非金属岩石。这项研究不仅表明土卫二的形成时间早于人们的想象,而且还提出了有关该卫星在其冰冻表面下是否可能适宜居住的新问题。
土卫二被认为在其冰壳下有一个巨大的全球海洋,并且间歇性地有物质以羽状流的形式喷出。在这项研究中,发表在《自然通讯东京大学的 Yasuhito Sekine 和他的同事尝试复制羽流中液体的已知成分。
他们的研究结果表明蛇纹石化发生在海洋中,原始矿物质通过水化作用发生变化,表明土卫二的内部与早期太阳系的原始陨石相似。地球的核心也被认为像球粒陨石。
A先前的研究Sekine 及其同事根据卡西尼号航天器飞越土卫二羽流的观测结果,在从土卫二海洋喷发的羽流中发现了二氧化硅纳米颗粒。Sekine 告诉 IFLScience:“本研究中进行的实验表明,为了在土卫二内部产生二氧化硅纳米颗粒,需要在由类似球粒陨石的岩石构成的多孔核心中发生热液反应。”
但这却带来了一些两难的局面。球粒陨石核心表明,土卫二在刚形成时没有经历任何岩石熔化,这被称为“热启动”,因为如果是这样的话,岩石就不会还处于这种原始状态。这也意味着,热液活动水平并不相同,正如我们今天看到的羽状物所证明的那样,这表明最近的加热事件(例如大型撞击事件)可能是导致热液活动的原因。这反过来又使土卫二上存在生命的可能性变得复杂。
“如果目前的热液活动是由相对较近的加热事件引发的,那么土卫二内部的宜居环境将不会像地球那样长久存在,”Sekine 说道。“另一方面,球粒陨石核心内的热液反应将有利于维持原始生命,因为它可以提供大量的氢作为能量。”
这种氢气的产生可能是由于铁的存在,铁与水发生反应产生氢气,氢气是原始生命微生物的能量来源,这种微生物被称为产甲烷菌土卫二核心的其他主要成分是硅、氧和镁。
因此,这项研究在深入了解土卫二可能的组成成分的同时,也对土卫二的宜居性提出了新的问题。氢的存在是关键,但如果事实证明最近发生了一次相对较大的撞击,这可能会浇灭任何宜居性的希望。
10 月 28 日,卡西尼号航天器将飞越研究人员希望能再次观测到土卫二的羽状物,从而获得有关这颗有趣的冰卫星内部情况的新数据。
文中图片:土卫二内部及其羽状物的剖面图。NASA/JPL-Caltech