Введение

Энцелад, один из самых загадочных спутников Сатурна, продолжает удивлять ученых своими особенностями. Исследования показывают, что под его ледяной коркой находится обширный океан, который может содержать условия, благоприятные для жизни. Недавняя работа японских ученых, опубликованная на платформе arXiv, предлагает инновационные методы для анализа океанической воды, выбрасываемой из водяных струй на поверхности луны.

Методы исследования

Исследователи предложили использовать рамановскую спектроскопию для анализа потоков, выбрасываемых из Энцелада, с целью определения уровня pH воды. Этот метод уже успешно применялся в рамках различных планетарных миссий и обладает уникальными возможностями для изучения ледяных спутников, таких как Энцелад. Основная цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить, можно ли с помощью рамановской спектроскопии выявить различные уровни pH, в частности, слабые и сильные щелочные соединения с pH 8-12, что соответствует предположительным значениям для потоков.

Экспериментальные процедуры

В рамках эксперимента ученые провели серию лабораторных испытаний, используя образцы соленой углекислоты. Они поместили растворы в вакуумную камеру, чтобы имитировать условия на поверхности Энцелада, позволяя жидкости испаряться и замораживаться, в результате чего оставались лишь солевые отложения. Каждый образец имел разные уровни pH, и оборудование для рамановской спектроскопии было настроено на имитацию работы в условиях будущей космической миссии.

Значение карбонатов

Карбонаты, химические соединения, образующиеся при взаимодействии углекислого газа с водой и горными породами, представляют большой интерес для ученых. Они позволяют оценить pH, химический состав воды и наличие жидкой воды. Исследователи стремились выяснить, возможно ли анализировать образцы солей, осевших на поверхности Энцелада, и оценить их уровень pH.

Результаты исследования

В результате эксперимента ученые обнаружили, что рамановская спектроскопия успешно идентифицировала различные уровни pH в образцах солевых отложений. В заключении исследования они отметили: «Эти результаты показывают, что рамановская спектроскопия может идентифицировать карбонатные минералы на поверхности Энцелада. Кроме того, качественная идентификация карбонатных минералов позволяет оценить pH подповерхностного океана. Таким образом, рамановский спектрометр может стать важным аналитическим инструментом для наблюдений за материалами на поверхности Энцелада.»

Применение рамановской спектроскопии

Как отмечается в исследовании, инструменты рамановской спектроскопии уже активно используются в планетарных миссиях. Например, SuperCam и SHERLOC на марсоходе Perseverance исследуют кратер Езеро на Марсе, а также планируется использование рамановского лазерного спектрометра на миссии ExoMars от Европейского космического агентства и на миссии по исследованию марсианских лун MMX от Японского аэрокосмического агентства (JAXA). Для Perseverance рамановская спектроскопия используется для анализа химии горных пород и минералов, а также для обнаружения органических веществ и биосигнатур.

История открытия Энцелада

Энцелад был открыт Уильямом Хершелем в 1789 году и впервые был сфотографирован с близкого расстояния космическим аппаратом Voyager 1 в ноябре 1980 года. Однако настоящая слава луны пришла во время миссии NASA Cassini, которая не только запечатлела потрясающие изображения без кратеров на поверхности Энцелада, но и обнаружила струи, выбрасывающиеся из южного полюса. В ходе миссии NASA предприняла смелую попытку провести Cassini через эти потоки, что позволило идентифицировать в них в основном воду, а также соленые ледяные кристаллы, органические молекулы, водород и тепло, указывая на активную геологию.

Заключение

Обширный подповерхностный океан под ледяной коркой Энцелада, как предполагают ученые, может содержать жизнь в форме, схожей с земной. Поэтому анализ отложений, выбрасываемых из потоков, может стать идеальным методом для более точной оценки состава подповерхностного океана. Исследования, подобные этому, открывают новые горизонты в понимании потенциальной обитаемости других миров в нашей Солнечной системе.