當NASA的旅行者號飛船訪問土星的月球土衛二時，他們發現了一個具反光、冰冷表面特徵的物體。表面的某些部分較舊並帶有火山口，但其餘部分顯然已重新浮出水面。有明確的證據表明土衛二在地質上是活躍的。月亮也靠近土星的E環，科學家認為土衛二可能是該環中物質的來源，進一步表明了地質活動。#土衛二#
從那時起，我們對冰冷的月亮有了更多的了解。它幾乎可以肯定的是，在其冰冷的外部之下，有一個溫暖而鹹淡的地下海洋，使其成為尋找生命的主要目標。卡西尼號飛船在土衛二的地下海洋羽流中檢測到了分子氫（一種潛在的微生物食物來源），並激發了圍繞月球潛在生命的對話。
現在，有一篇新論文使用建模來更好地了解Enceladus的化學反應。它背後的研究人員小組說，地下海洋可能含有多種化學物質，可以支持多種微生物群落。
就尋找太陽系其他地方的生命而言，土衛二檢查了很多箱子。土星的第六大衛星直徑約500公裡（310英裡），似乎在冰層下埋有全球海洋。那片海洋可能是溫暖和鹹的，並包含一些有趣的化學物質。根據新的研究，這些化學物質中有幾種可以維持生命的途徑。
旅行者2號彩色圖像馬賽克顯示了冰晶覆蓋的土衛二的表面。月球表面的某些部分較舊的隕石坑，但其他部分則較年輕而明亮，表明地質活動
該論文的標題是氧化過程使土衛二的代謝菜單多樣化。主要作者是克裡斯汀·雷（Christine Ray），博士。德克薩斯大學聖安東尼奧分校物理與天文學系的學生。Ray還在西南研究所（SwRI）的空間科學與工程系任職。該論文發表在《科學直擊》雜誌上。
卡西尼（Cassini）在來自土衛二（Enceladus）的蒸氣羽流中發現了分子氫，從而推動了這項工作。
主要作者雷在新聞稿中說：在羽流中檢測到分子氫（H 2）表明，土衛二海洋中有可用的自由能。在地球上，有氧呼吸或氧氣呼吸，生物會消耗葡萄糖和氧氣等有機物質中的能量來產生二氧化碳和水。厭氧微生物可以代謝氫產生甲烷。所有生命都可以蒸餾為與氧化劑和還原劑化合物不平衡相關的類似化學反應。
Ray提到的不平衡會產生對生命至關重要的能量梯度。能量梯度允許生物體與其環境之間進行能量交換。這些梯度附近的過程對於生物學的許多方面都是至關重要的，例如光合作用和呼吸作用。如果系統處於平衡狀態，那麼就不會有能量梯度，這會給生命造成障礙。
當從土衛二的羽狀流中發現分子氫時，它與地球上深海熱液噴口平行。在這些出口處，氫為整個生態系統提供了能源。人們立即開始懷疑對土衛二是否適用。
但是這項研究使它更進一步。作者想知道土衛二海洋中是否還有其他有助於生命的能量途徑。雷說：我們想知道其他類型的代謝途徑是否也可以為土衛二的海洋提供能量來源。因為這需要我們在土衛二的羽流中尚未檢測到的另一組氧化劑，所以我們進行了化學建模，以確定海洋和巖芯中的條件是否可以支持這些化學過程。」
藝術家渲染圖顯示了土衛二地殼的內部橫截面，該圖顯示了熱液活動可能如何導致月球表面的水流
當涉及到土衛二和生活時，能源的可用性至關重要。作者在論文中寫道：可用於代謝反應的化合物必須以不平衡濃度存在，這樣生物學才能從環境中提取能量以驅動系統達到平衡。
卡西尼號告訴我們，由於分子氫的存在，至少有一條生命之路。存在進行甲烷生成的必要化學物質。分子氫被二氧化碳氧化生成甲烷的時候。這種途徑在地球上很常見，包括古細菌利用甲烷生成作用的人類腸道。
由於土衛二附近沒有太空飛行器，也無法收集所需的數據類型，因此該團隊轉向了模型。他們想知道土衛二中是否可能存在除二氧化碳以外的其他氧化劑，可能低於卡西尼號的檢測閾值，這可能為生命提供另一條途徑。
卡西尼號上的土衛二被太陽照亮，顯示出高聳於南極地區的細霧狀噴源。這張照片看起來是在早期的土衛二中圖像中觀察到的老虎條紋骨折時或多或少地看起來寬大的。它在月亮的四肢（邊緣）上方顯示了各種表觀大小的離散羽。該圖像於2005年11月27日獲得。
這項研究真正涉及的是能量與生物學之間的關係。為了探索與土衛二的關係，作者集中了兩個關鍵概念：化學親和力和能量通量。
這組作者說，化學親和力是不同化學物質形成化合物的能力，也是代謝反應中可利用的自由能的量。這組作者說，能量通量確定穩態下可以支撐多少生物量。其中大部分歸結為氧化劑。本質上，氧化劑的產生決定了生命中可利用的能量。
作者們想對土衛二上的氧化劑生產進行建模，原因有二：1、限制氧化劑的預算或海洋中代謝重要氧化劑的濃度和通量，2、確定這些額外的代謝途徑是否可以為生命提供足夠的能量。
為了探究所有這些問題，他們對三種不同的情況進行了建模，如下圖所示。
這項研究的表格根據化學恆溫器細胞培養物的維持能量需求，顯示了可從我們的氧化還原反應清單中獲得支持的總細胞。我們所有經過考慮的需氧和厭氧反應都可以為細胞提供支持，但在某些情況II下，能量流不足以維持任何生命。因此，相應的單元格計數等於零
那麼他們發現了什麼？
「這份新論文是理解小衛星如何以完全超出我們期望的方式維持生命的又一步！」Hunter Waite，SwRI程序主管共同作者。
他們發現，根據他們的模型，可能產生足夠的氧化劑以創造其他生命途徑。表面的冰可能被能量分解並釋放出氧化劑。這可以通過兩種方式發生。
我們已經證明，土生土長的輻射性氧化劑的產生可能導致海洋中的氧化還原失衡，從而可能提供能量來維持假定的生命。他們在研究中寫道：地表冰的輻射分解，再加上向地質活躍的老虎條紋地區中的冰輸送到海洋，最多可以輸送9.4×1015摩爾的O2和3.3×1016摩爾的H2O2。
2005年，來自卡西尼號的數據顯示，土衛二南極地區的所謂「老虎條紋」特徵是熱點
他們還發現，鉀（K）放射性同位素的衰變可能產生氧化劑。
由於海洋中40K原子的衰變而釋放的電子和伽馬射線可直接在海洋中再產生4.2×1016摩爾的O2和1.4×1015摩爾的H2O2。
Ray在新聞稿中說：我們將自由能的估算值與地球上的生態系統進行了比較，並確定總體而言，我們的有氧代謝和厭氧代謝值均達到或超過最低要求。這些結果表明，氧化劑的產生和氧化化學作用可能有助於維持可能的生命以及土衛二上新陳代謝多樣化的微生物群落。
這項研究得出的數字顯示了由於鉀40隨著時間的推移而分解產生的分子氫，分子氧和過氧化氫的數量，這本身就是令人興奮的。但是還有更多。
現在我們已經確定了微生物的潛在食物來源，下一個要問的問題是'從海洋中出來的複雜有機物的性質是什麼？
SwRI計劃主任Hunter Waite博士說：這份新論文是理解小衛星如何以完全超出我們期望的方式維持生命的又一步！
「我們必須謹慎行事，但我發現令人振奮的是，思考是否可能有奇怪的生命形式利用這些能源，這些能源似乎對土衛二的運作至關重要。」SwRI高級研究科學家合著者Christopher Glein博士
就像在其他世界上進行大量建模和研究一樣，這些結果既誘人又令人沮喪。我們必須等待另一個前往恩克拉多斯的任務確認或排除。我們需要另一艘帶有更好儀器的太空飛行器，穿越土衛二的羽流並進行更多測量。
土衛二的「噴泉」
另一位合著者之一的SwRI高級研究科學家克里斯多福·格萊因博士說：未來的太空飛船可以飛過土衛二的羽流，以測試本文對海洋中氧化化合物的豐度的預測。我們必須謹慎行事，但我發現令人振奮的是，思考是否可能有奇怪的生命形式利用這些能源，這些能源似乎對土衛二的運作至關重要。
對Enceladus的任務目前處於概念階段。NASA的土衛二生命探測器是將太陽能軌道飛行器發送給土衛二的提議。生命探測器將繞土星運行，但會反覆飛過土衛二的蒸氣羽流進行測量。它是在2017年提出的，但未被選中，但是這個想法仍然存在。
土衛二的羽毛的藝術家的例證
現在，最後的決定權交給了作者。他們在結論中寫道：我們已經證明，除甲烷生成外，我們三種情況中的每一種中的需氧和或厭氧反應都可以滿足地面生命的最低要求，並提供維持能量來支持土衛二內部的細胞生命。
因此，土衛二海洋和海底中的放射性氧化劑的產生和氧化還原化學能夠支持甲烷化作用以外的代謝過程，從而為土衛二海洋中多樣化的微生物群落提供了可能性。