В 2018 году в частицах льда на спутнике Сатурна Энцеладе были обнаружены очень крупные органические молекулы. До сих пор неясно, указывают ли они на существование жизни или были созданы каким-то другим способом. Недавнее исследование могло бы помочь ответить на этот вопрос. Возможно, что условия, которые поддерживают жизнь во внеземных океанах, могли оставить молекулярные следы в крупинках льда. Исследование по этому вопросу проводилось в Университете Берлина, а ведущий ученый, доктор Нозаир Хаваджа, недавно переехал в Штутгартский университет. Работа опубликована в журнале Philosophical Transactions Королевского общества математических, физических и инженерных наук. Колыбель жизни на Земле, вероятно, находилась в источнике горячей воды на дне океана. "В исследованиях мы также говорим о гидротермальном поле", - объясняет доктор Нозаир Хаваджа из Института космических систем (IRS) Штутгартского университета. "Есть убедительные доказательства того, что в таких областях преобладают условия, которые важны для возникновения или поддержания простых форм жизни".
Вполне возможно, что такие вентиляционные отверстия существуют и на небесном теле, которое по космическим меркам находится не так уж далеко от нашей родной планеты: спутнике Сатурна Энцеладе. Диаметр этой луны составляет около 500 километров, а ее поверхность покрыта ледяным панцирем толщиной 30 километров. В 2005 году ученые обнаружили огромное облако ледяных частиц над Южным полюсом планеты. Три года спустя космический зонд НАСА "Кассини" пролетел сквозь это облако. Измерительные приборы зонда показали нечто удивительное: состав частиц убедительно свидетельствует о наличии океана жидкой воды под ледяной корой Энцелада. Хаваджа работал вместе с профессором-планетологом Фрэнком Постбергом из Свободного университета Берлина (FU), чтобы детально проанализировать данные миссии "Кассини". Они объясняют: "В 2018 и 2019 годах мы столкнулись с различными органическими молекулами, в том числе с некоторыми, которые обычно являются строительными блоками биологических соединений".
Данные были получены с помощью измерительного прибора Cassini с низким разрешением. Тем не менее, это может указывать на то, что океан на спутнике Сатурна Энцеладе полон органических молекул. "И это означает, что там, возможно, происходят химические реакции, которые в конечном итоге могут привести к возникновению жизни". Исследователи также подозревают, что на дне океана Энцелада расположены гидротермальные поля. Ранее было неясно, образовались ли обнаруженные органические молекулы в этих полях. Хаваджа вместе со своими коллегами Люсией Хортал и Томасом Салливаном искали способ ответить на этот вопрос. "С этой целью мы смоделировали параметры возможного гидротермального поля на Энцеладе в лаборатории Университета Берлина", - говорит Хаваджа, который недавно перешел из университета Берлина в Штутгартский университет. "Затем мы исследовали, как эти условия влияют на простую цепочку аминокислот". Аминокислоты являются основными строительными блоками белков и основой всей жизни, какой мы ее знаем.
В испытательной установке преобладали температура от 80 до 150 градусов Цельсия и давление от 80 до 100 бар, что примерно в сто раз выше, чем на поверхности Земли. В этих экстремальных условиях аминокислотные цепочки со временем изменялись характерным образом. Но возможно ли вообще обнаружить эти изменения с помощью измерительных приборов, установленных на космических зондах? Другими словами, оставляют ли они после себя безошибочный признак, который мы сможем найти в данных Cassini (или будущих космических миссий)? Измерительный прибор на борту космического зонда "Кассини", анализатор космической пыли, анализирует частицы пыли и льда Энцелада в космосе, которые перемещаются со скоростью до 20 километров в секунду. Высокоскоростные столкновения этих частиц приводят к испарению материала и разрушению его молекул. Частицы теряют электроны и затем заряжаются положительно. Их можно притянуть к отрицательно заряженному электроду, и чем они легче, тем быстрее они его достигнут.
Можно получить так называемый "масс-спектр", измерив время прохождения всех фрагментов. Затем это можно использовать для того, чтобы сделать выводы об исходной молекуле. Однако этот метод измерения трудно применить в лаборатории. "Вместо этого мы впервые применили альтернативный метод измерения под названием LILBID для частиц льда, содержащих гидротермально измененный материал", - объясняет Хаваджа. "Это позволяет получить масс-спектры, очень похожие на спектры прибора Cassini. Мы использовали их для измерения аминокислотной цепочки до и после эксперимента. В процессе мы обнаружили характерные сигналы, которые были вызваны реакциями в нашем моделируемом гидротермальном поле". Теперь исследователи повторят этот эксперимент с другими органическими молекулами в расширенных геофизических условиях в океане Энцелад. Их выводы позволяют провести поиск таких маркеров в данных Cassini (или в данных будущих миссий). Если они будут найдены, это станет еще одним доказательством существования гидротермального поля на Энцеладе. Это также увеличивает вероятность того, что жизнь может развиться и выжить на Энцеладе.
