Енцелад, один з малих крижаних супутників Сатурна, має всього 480 кілометрів в діаметрі, але незважаючи на свої невеликі розміри, він став об’єктом інтересу в пошуках життя поза Землею. З тріщин, розташованих поблизу його південного полюса, супутник викидає в космос потужні гейзери водяної пари, льоду та органічних молекул, які можуть свідчити про прихований океан, що теоретично може бути придатним для життя.
Дослідження Енцелади
Однак нові дослідження, представлені на конференції з планетарних наук у Фінляндії, показують, що багато органічних молекул, виявлених в цих викидах, могли утворюватися прямо на поверхні супутника під дією безперервної радіації від магнітного поля Сатурна. Ці результати ставлять під сумнів, чи справді викиди можуть бути свідченням існування позаземного життя, чи лише відображенням неживої хімії на крижаній оболонці.
Грейс Річардс, провідна авторка дослідження з Національного інституту астрофізики Італії, зазначила: «Хоча це не виключає можливості, що океан Енцелада може бути придатним для життя, це означає, що ми повинні бути обережними в припущеннях, основаних лише на складі викидів».
Для проведення експерименту Річардс та її колеги відтворили умови на Енцеладі в мініатюрі в спеціалізованій лабораторії в Угорщині. З використанням льодової камери команда заморозила суміші води, вуглекислого газу, метану та аміаку до наднизької температури -253 градуси Цельсія, імітуючи холодні умови поблизу поверхні супутника. Лід потім піддавався впливу високоенергетичних «водяних йонів», які постійно випромінюють радіацію на Енцелад.
Дослідники використовували інфрачервону спектроскопію для моніторингу хімічних змін, викликаних радіацією, спостерігаючи за «відбитками пальців» молекул, або спектрами, льоду. Коли радіація взаємодіяла з зразками, спектри змінювалися, що сигналізувало про утворення нових молекул.
Кожен з п’яти експериментів дав змогу отримати оксид вуглецю, ціанат та амоній — сполуки, які були виявлені в викидах Енцелада апаратом NASA Cassini у 2005 році. Коли зразки м’яко підігрівалися, з’являлися більш складні органічні сполуки, такі як карбамінова кислота, карбамат амонію, а також потенційні попередники амінокислот, включаючи метанол і етанол, разом із молекулами, які можуть бути будівельними блоками хімії життя, такими як ацетилен, ацетальдегід та формамід.
«Хоча багато з цих продуктів раніше не були виявлені на поверхні Енцелада, деякі з них були виявлені в його викидах», — зазначають Річардс та її колеги в статті.
Це ставить під сумнів, чи утворюється матеріал викидів в умовах радіоактивного навколишнього середовища або ж походить із підповерхневого океану.
Важливо, що часи, необхідні для реакцій, спричинених радіацією, порівнянні з тим, як довго лід залишається на поверхні Енцелада або у його викидах, тому розрізнити органіку, що походить з океану, та органіку, що виникає на поверхні, може бути складно, зазначають дослідники.
«Вірогідно, що склад підповерхневого океану не чудово відображає склад вихідного викиду або матеріалу, який осідає на поверхні безпосередньо поруч з викидом», — зазначається в статті.
Для астробіологів результати є водночас складними та захоплюючими. З одного боку, вони ускладнюють розуміння того, що органіка у викидах є безумовним знаком дружнього до життя океану. З іншого боку, вони підкреслюють, що багата, потенційно життєздатна хімія може існувати навіть у екстремальних умовах, що піддаються радіації, що розширює уявлення вчених про те, де можуть утворюватися пре біотичні молекули та чому Енцелад залишається ключовим об’єктом для дослідження.
Місія NASA Cassini, яка завершилася в 2017 році, під час драматичного занурення в атмосферу Сатурна, подарувала людству перший і єдиний прямий «смак» гейзерів Енцелада. Однак прилади на борту космічного апарата не були налаштовані на те, щоб розрізняти молекули, створені в, ймовірно, глибокому океані супутника та тими, що виникали в його крижаній оболонці.
Відповіді на ці питання можуть з’явитися в майбутні десятиліття в рамках нових місій. Один з концептів, що розглядається в програмі «Вояж 2050» Європейського космічного агентства, передбачає створення спеціального зонда, який може приземлитися на поверхню та зібрати матеріал, викинутий з прихованого океану супутника. NASA також розглядав концепцію «Орбіландер», призначену для збору зразків з викидів Енцелада з орбіти.
Тим часом Китай досліджує багаточастинну місію, що передбачає орбітальний апарат, посадковий модуль та робот-глибокий бурильник, який намагатиметься досягти підповерхневого океану для пошуку потенційних біосигнатур.
Ці дослідження описані в статті, опублікованій 15 жовтня в журналі «Planetary & Space Science».