Новые исследования показывают, что подповерхностный океан на Энцеладе может содержать большое количество фосфора, элемента, который является ключевым для жизни, какой мы ее знаем.
В Солнечной системе спутник Сатурна Энцелад уникален: он дает ученым возможность непосредственно наблюдать за глобальным океаном, скрытым под его ледяной поверхностью. Это потому, что Энцелад постоянно извергает свои воды в космос. Многочисленные гейзеры извергают водяной пар далеко в космос через трещины в южной полярной области спутника. Во время своего близкого пролета космический зонд «Кассини» взял образцы нескольких из этих шлейфов, и их анализ показал, что вода в них может поступать из богатого карбонатами подповерхностного океана.
Некоторые из изученных компонентов шлейфа, в том числе частицы соленого льда, аммиак, окись углерода и другие органические соединения, также укрепили доводы в пользу потенциальной обитаемости океана Энцелада. Однако тогдашние анализы зонда «Кассини» не показали наличия в нем фосфора — компонента, весьма значимого с точки зрения развития внеземной (и не только!) жизни.
Теперь, спустя годы, группа исследователей впервые оценила присутствие особой формы фосфора, называемого ортофосфатом, который широко и по-разному используется земной жизнью. Исследователи также обнаружили, что фосфор хорошо растворим и стабилен в соленом подповерхностном океане Энцелада. Авторы этих исследований выполнили геохимическое моделирование, параметры которого также были ограничены данными, собранными в ходе миссии «Кассини». Это позволило им оценить, сколько фосфора действительно может быть в водах Энцелада. Оказывается, эти воды должны быть богаты растворенным фосфором, что подтверждает идею о том, что подповерхностный океан действительно может быть обитаемой средой для некоторых форм жизни.
Химические реакции, которые создают РНК и ДНК клеток и поддерживают клеточные мембраны, имеют решающее значение для функционирования каждого живого организма. Однако для этого им требуется фосфор, но этот элемент относительно редко встречается в природных водах, потому что он легко реагирует с катионами (положительно заряженными атомами или молекулами), такими как кальций, в результате чего образуется фосфат кальция. Эта реакция делает фосфор недоступным для использования потенциальной жизнью. Ключом к большей доступности фосфора, растворенного в водах Энцелада, является тот факт, что на спутнике есть натриевый океан, богатый бикарбонатом натрия (соединение, также известное как пищевая сода). Поэтому воды, богатые карбонатами, известные как озера и натриевые океаны, отлично подходят для хранения фосфора.
То же явление наблюдается и на Земле. В содовых озерах, таких как озеро Моно в Калифорнии, уровень фосфора в 50 000 раз выше, чем в других. Это изобилие фосфора поддерживает сложные экосистемы, в том числе многие виды рыб, водорослей и грибов.
Хорошо, вы все еще можете спросить, откуда вообще взялся фосфор на Энцеладе. Вероятнее всего, подозреваются метеориты более известные как углеродистые хондриты. Эти остатки горных пород относятся ко времени формирования внешней Солнечной системы. Что еще более важно, наше Солнце содержит исключительно большое количество фосфора по сравнению с соседними звездами, что, конечно же, с самого начала было полезным для жизни на Земле. Поэтому неудивительно, что звезды, планеты, луны и метеороиды, происходящие из одного и того же облака вещества, которое с течением времени образует всю Солнечную систему, часто имеют сходный состав.
Фосфор важен, но это всего лишь одна часть захватывающей головоломки о возможности жизни на Энцеладе. Сера — еще один важный компонент жизни, по крайней мере, такой, какой мы ее знаем. В настоящее время ученые не уверены, сколько серы находится в океане Энцелада, а также какие химические формы она может там принимать. Самым большим препятствием для установления этого являются ограничения в количестве доступных данных наблюдений. В то время как те, что получены "Кассини", являются ценным кладезем знаний, которые все еще обрабатываются исследователями, в долгосрочной перспективе нам потребуется больше новых данных, чтобы полностью понять сложную геохимическую среду Энцелада, включая его гипотетическую обитаемость.
Когда океан, запертый под ледяной поверхностью этого спутника, был впервые обнаружен, он был быстро добавлен в список потенциальных обитаемых мест в Солнечной системе. Будущие космические миссии в эти регионы, несомненно, должны быть сосредоточены на посещении южной полярной области Энцелада, где шлейфы, все еще поднимающиеся на поверхность, откроют больше секретов этого подземного океана. И одна из таких миссий уже находится в разработке: Enceladus Orbilander NASA, флагманская концепция миссии, запуск которой может состояться в конце 2030-х годов. Зонд сосредоточится на поиске признаков жизни на Энцеладе с его орбиты — по крайней мере, на начальном этапе. В конечном итоге около южного полюса луны приземлится специальный посадочный аппарат, который, в свою очередь, попытается собрать снег из замерзшего пара, частички которого в конечном итоге падают обратно на поверхность спутника. Изучение этого снега может предоставить первое прямое свидетельство наличия фосфора на Энцеладе.
