Химический состав Энцелада становится все более сложным и интересным для астробиологии
Новый анализ данных, собранных зондом NASA «Кассини» почти два десятилетия назад, выявил новые сложные органические молекулы на ледяном спутнике Сатурна Энцеладе, что указывает на захватывающие химические процессы, происходящие глубоко под его скрытым океаном. В струях водяного льда, извергающихся из трещин в ледяной коре Энцелада, группа исследователей под руководством астробиолога Нозайра Хаваджи из Университета Штутгарта в Германии идентифицировала большое количество органических молекул, включая несколько обнаруженных впервые в данном контексте. Это исследование знаменует собой первый подробный химический анализ свежевыброшенных частиц струй, а не более старых, измененных космическим воздействием частиц в кольце E Сатурна.
Хотя процессы, формирующие эти молекулы, являются небиологическими, или абиотическими, многие из них ключевые для биологических систем или могут служить предшественниками жизни. Существует множество возможных путей от органических молекул, которые мы обнаружили в данных «Кассини», к потенциально биологически значимым соединениям, что повышает вероятность обитаемости этого спутника. Что еще более интригующе, обнаруженные молекулы предполагают среду, аналогичную некоторым на Земле, где, как известно, процветает жизнь, — системам глубоководных гидротермальных источников. Гидротермальные источники на Земле производят многие из тех же классов органических веществ, и новые результаты позволяют предположить, что схожая химия морского дна может быть активна на Энцеладе сегодня.
Энцелад является одним из самых перспективных мест в Солнечной системе для поиска внеземной жизни. Известно, что глубоко под его многокилометровой ледяной оболочкой находится обширный жидкий океан; действительно, зонд «Кассини» неоднократно пролетал сквозь гигантские струи водяного пара и льда, бьющие из-под поверхности. Кроме того, то, как гравитационная сложная система Сатурна воздействует на Энцелад, растягивает и сжимает его ядро, что может генерировать значительное внутреннее тепло.
Пробы материала, извергаемого из Энцелада и формирующего кольцо E Сатурна, состоящее преимущественно из мельчайших ледяных частиц, ранее уже выявляли присутствие органических молекул. Однако существовали некоторые препятствия для детального анализа данных, собранных с помощью прибора Cosmic Dust Analyzer (CDA) на «Кассини». В 2008 году «Кассини» пролетел сквозь струю с огромной скоростью 17,7 километра в секунду, что является самой высокой скоростью за все его пролеты мимо Энцелада. Эта скорость дает уникальные данные, но делает их крайне зашумленными. Используя недавно разработанные методы анализа, включая лабораторное спектральное сопоставление с крупными открытыми базами данных, исследователям удалось прорваться сквозь шум и обнаружить эти сигналы, раскрывающие химический состав, недавно выброшенный из недр Энцелада.
Результаты выявили ряд ароматических соединений, альдегидов, сложных эфиров, простых эфиров и алкенов, а также намеки на соединения азота и кислорода. Присутствие этих соединений подтверждает, что аналогичные молекулы, найденные в кольце E Сатурна, происходят из недр Энцелада, а не являются продуктом космического выветривания. Вместе с более ранними открытиями «Кассини» солей, водорода и фосфатов это означает, что теперь обнаружены пять из шести элементов CHNOPS, необходимых для жизни. Не хватает только серы. Эти соединения производятся абиотически, но многие из них являются предшественниками биологической химии. Более того, они соответствуют гидротермальной среде, представляя на сегодняшний день лучшее свидетельство существования таких систем на Энцеладе. Даже ненахождение жизни на Энцеладе стало бы огромным открытием, поскольку ставило бы серьезные вопросы о том, почему жизнь отсутствует в такой среде при наличии подходящих условий. В данных содержится гораздо больше информации, которую предстоит изучить в ближайшем будущем.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.