Главным доказательством существования этого океана являются мощные гейзеры, которые бьют из трещин на южном и северном полюсах Энцелада, выбрасывая в космос частицы льда и водяного пара. Эти выбросы формируют одно из колец Сатурна — кольцо E. Когда зонд «Кассини» пролетал через это кольцо и сами гейзеры, его приборы обнаружили разнообразные органические соединения: от простого углекислого газа до сложных углеводородных цепочек, которые на Земле служат предшественниками биомолекул.
С тех пор вопрос о том, могут ли эти молекулы указывать на зарождение жизни в подледном океане, не дает покоя ученым. До сих пор им не удавалось выяснить, образовались ли эти соединения внутри спутника или «достались ему в наследство» от древнего материала, из которого сформировался Энцелад?
Команда специалистов из Японии и Германии под руководством Макса Крэддока из Токийского института науки решила ответить на этот вопрос при помощи лабораторного эксперимента.
«Предыдущие лабораторные исследования изучали гидротермальный синтез органики применительно к ранней Земле и кометам и редко фокусировались на уникальной среде Энцелада», — поясняет Крэддок.
Ученые воссоздали в лаборатории условия подледного океана. Они приготовили химическую смесь на основе простых соединений, обнаруженных «Кассини» в гейзерах, — аммиака и цианистого водорода. Затем с помощью реактора высокого давления смесь подвергли циклам нагревания и криогенного охлаждения, имитирующим то, что происходит с океаном Энцелада под действием приливных сил Сатурна. Дело в том, что гравитация планеты-гиганта попеременно то сжимает, то растягивает спутник, вызывая его внутренний нагрев и, вероятно, гидротермальную активность.
Полученные продукты были проанализированы с помощью лазерного масс-спектрометра, специально разработанного для имитации прибора, который работал на борту зонда «Кассини». Это позволило напрямую сравнить лабораторные результаты с данными космического аппарата.
Эксперимент подтвердил теоретические предсказания: искусственно смоделированные гидротермальные реакции породили разнообразные сложные органические молекулы, включая аминокислоты, альдегиды и нитрилы. Процесс замораживания способствовал образованию простейших аминокислот, например, глицина. Многие из полученных в лаборатории соединений совпали с теми, что были зафиксированы спектрометрами «Кассини».
Правда, некоторые крупные молекулы, обнаруженные зондом, в лабораторных образцах не появились — возможно, для их синтеза нужны более высокие температуры или катализаторы, либо это действительно следы древних веществ, из которых состоит Энцелад.
«Наши исследования необходимы для будущих миссий, так как они позволяют оснастить зонд, который в перспективе полетит к системе Сатурна, актуальными приборами, в частности, анализаторами, способными идентифицировать аминокислоты», — подчеркнул Крэддок.
Ранее суперкомпьютеры расшифровали странное поведение выбросов Энцелада.