Введение

В поисках внеземной жизни ученые обращают внимание на луну Сатурна — Энцеладус. Новые исследования подтверждают, что под его ледяной коркой скрывается океан, который может поддерживать жизнь. В данной статье мы рассмотрим последние открытия, сделанные международной командой исследователей во главе с профессором Франком Постбергом из Свободного университета Берлина.

Ожидания от Энцеладуса

Энцеладус считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в нашей солнечной системе. Исследователи предполагают, что под его ледяной коркой находится глобальный океан жидкой воды, где также имеется каменистое ядро. В результате криовулканической активности, огромные гейзеры выбрасывают ледяные частицы на сотни километров в космос.

Космический аппарат NASA «Кассини» многократно проходил через эти гейзеры для анализа их состава. Океан Энцеладуса стал единственным внеземным «водоемом», из которого ученые смогли напрямую анализировать образцы. Анализы показали наличие различных солей и органических соединений, а также указали на возможные гидротермальные процессы на морском дне, которые могли бы поддерживать жизнь.

Разделение компонентов океана

Исследование Постберга, опубликованное в журнале Science Advances, раскрывает неожиданные детали о том, как океаническая вода поднимается в космос. Команда использовала данные «Кассини», длительные лабораторные эксперименты и теоретические модели для воссоздания этого процесса.

• На поверхности океана образуются капли, когда газовые пузырьки поднимаются и лопаются.
• Пар воды переносит капли через трещины в ледяной оболочке и выбрасывает их в космос.

Ранее считалось, что капли замерзают мгновенно, однако новые данные показывают, что замораживание происходит медленно. Это позволяет компонентам (включая растворенные) разделяться друг от друга. Соли и органические вещества распределяются в разных местах внутри каждой замерзающей капли. Например, хлорид натрия (обычная соль) отделяется от натрий карбоната.

Ускорение капель и их анализ

Во время подъема замороженные капли разгоняются до скорости до 1000 км/ч. Если они сталкиваются со стенками ледяных трещин, то распадаются на фрагменты размером всего в несколько микрометров перед тем, как вылететь в космос. В результате ледяные частицы часто состоят из одного сильно концентрированного вещества.

«Энцеладус на самом деле выполняет большую часть работы за нас, подготавливая образцы для анализа», — говорит Постберг. «Компоненты океана разделяются и одновременно концентрируются в отдельных ледяных частицах». Это открытие значительно упрощает задачу поиска признаков жизни.

Поиск биосигнатур

Этот механизм помогает исследователям охарактеризовать океан как потенциальное место обитания для жизни. Он также особенно полезен в поисках биосигнатур — измеримых признаков жизни. Если капля океана содержит компоненты от инопланетных микроорганизмов, эти компоненты могут отделяться друг от друга по мере замораживания. После фрагментации микробные материалы могут быть обнаружены только в небольшой доле ледяных частиц, но в них будет высокая концентрация.

«Это отличные новости для поиска жизни», — комментирует Постберг. «Будущие космические аппараты должны будут анализировать множество отдельных ледяных частиц в струе. Но если они наткнутся на одну с микробными материалами, они смогут относительно легко идентифицировать биосигнатуры с уже доступными технологиями».

Будущее исследований Энцеладуса

Открытие может иметь важные последствия для будущих космических миссий к Энцеладусу, таких как запланированная миссия ESA L4, которая будет специально искать признаки жизни на луне Сатурна. Лаборатория Постберга в Свободном университете Берлина ранее проводила лабораторные исследования, демонстрирующие, что специализированные инструменты могут обнаруживать микробные клеточные материалы в отдельных частицах из ледяных струй.

Существуют ли шансы на жизнь?

Недавнее исследование дает новые ответы на этот вопрос. В тот же день, когда статья Постберга появилась в Science Advances, ученые из Людвиг-Максимилиан-Университета в Мюнхене опубликовали другую статью в журнале, о том, как геохимия, подобная Энцеладусской, способствует метаногенезу в условиях крайне низкой концентрации CO₂. Постберг и Хаваджа принимали участие в этом исследовании.

Ученые воссоздали условия океана Энцеладуса в лаборатории. Океан имеет очень низкую концентрацию кислорода, очень высокую концентрацию карбонатов и является очень щелочным (с pH 10 или 11). После воссоздания этих условий, ученые обнаружили интересные результаты.

Заключение

Исследования Энцеладуса открывают новые горизонты в поиске внеземной жизни. Прогресс в понимании его океана и его химического состава делает эту луну одним из самых захватывающих объектов для будущих космических миссий. Быть может, в недрах этого ледяного мира скрываются тайны, которые позволят нам заглянуть в мир, полный жизни.