研究发现美国宇航局只需要一粒冰就能探测到土卫二上的外星生命

土星和木星的冰冷卫星向太空喷射出巨大的间歇泉，其中可能含有生命的证据。新的研究表明，美国宇航局只需从这些羽流中抓取几颗冰粒即可确定答案。

实验室实验首次揭示，在太空中飞过冰羽的航天器可以帮助科学家发现外星生命，即使它只是几颗冰粒中的微小细胞。

如果外星生命存在于土星的卫星土卫二或木星的欧罗巴上，从卫星喷发到太空的巨大间歇泉是目前寻找其证据的最容易的方法。正如最近对土卫二的研究所表明的那样，这些强大的羽流起源于每个卫星广阔的地下海洋，并通过其冰壳的裂缝喷出到太空中，运送科学家认为可能注入细菌细胞和物质的冰粒。其他有机分子。新的研究表明，飞过这些羽流的航天器可以识别冰层中可能存在的生命迹象。

“我们能够如此准确地识别这些谷物中的细菌细胞，真是令人惊讶，”西雅图华盛顿大学的研究人员、这项新研究的主要作者法比安·克伦纳 (Fabian Klenner) 告诉《生活科学》。 “即使只有一把谷物中的一小部分，我们也可以用这些仪器找到它。”

通过对土卫二或许还有木卫二的羽流进行采样和分析，科学家们可以了解其地下海洋中是否存在适合生命的分子。但是，在这些冰冷的卫星喷射到太空的数十万个冰粒中，细菌细胞可能只集中在其中的极少数。

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冰上的细胞

为了在实验室中模拟这种情况，克伦纳和他的团队将名为阿拉斯肯鞘氨醇鞘氨醇的冻干细菌细胞混合在液态水中，使得每个液滴中平均有一个细菌细胞。常见于阿拉斯加海域，S.阿拉斯加州生活在寒冷的环境中，可以在低营养条件下生存，“这使得它比我们在地球上知道的许多其他生物更好地模拟，”克伦纳告诉《生活科学》。 

“它们非常小，所以理论上它们能够融入土卫二或木卫二等海洋世界释放的冰粒中，”他在一份声明中说。

周五（3 月 22 日）《科学进展》杂志上发表的一项研究描述了这项实验，研究人员使用一根非常细的管子将水注入一个小型真空室中。克伦纳告诉《生活科学》杂志，这些水滴的直径为 15 微米，“比太空中的冰粒大一点，但仍然非常小”。

然后激光束给水滴和里面的细菌充电。研究人员利用质谱（航天器能够执行的技术）收集了粒子的光谱，这是对粒子发射的不同波长的光的测量，可以揭示它们的成分。他们发现了大量的氨基酸和脂肪酸，以及其他明显指向细菌细胞的迹象，他们知道水样中已经存在细菌细胞。

结果表明，即使只有 1% 的细胞被包裹在微小的冰粒上，其化学特征也会很明显。

克伦纳在声明中说：“我们的结果让我们更有信心，使用即将推出的仪器，我们将能够探测到与地球上类似的生命形式，我们越来越相信这些生命形式可能存在于海洋卫星上。”

例如，在持续三到四年的任务中，航天器可以在多次飞越目标时对数十万甚至数十亿的颗粒进行采样。克伦纳告诉《生活科学》杂志，即使其中一些颗粒显示出与研究人员发现的光谱相似的光谱，那么“这很可能是细菌细胞或细胞碎片”。 “最酷的事情是，你只需要在其中一些谷物中找到一个细胞，这些仪器就可以告诉你是否有细菌细胞。”

美国宇航局卡西尼号宇宙飞船上的尘埃分析仪于 2005 年发现了从土星卫星土卫二喷出的羽流，每次飞越时只能记录 30 到 300 个颗粒。因此，克伦纳告诉《生活科学》杂志，探测器“如果存在的话，绝对无法发现细菌细胞”。

NASA 的另一项任务名为 Europa Clipper，计划于今年 10 月升空，前往研究木星的冰卫星木卫二，每次飞越时可以采集 10,000 至 100,000 个冰粒样本，从而提高检测细菌的机会细胞，如果它们存在于月球上的话。

研究合著者、美国自由大学行星科学教授弗兰克·波斯特伯格（Frank Postberg）表示，使用此类仪器，“在冰冷的卫星上寻找生命或其踪迹可能比我们想象的更容易”。柏林在声明中说。 “当然，如果那里存在生命，并且愿意将其封闭在来自地下水库等环境的冰粒中。”