Под ледяной корой Энцелада, одного из самых интересных спутников Сатурна, может скрываться океан с заметными запасами фосфора – элемента, без которого земная жизнь в привычном виде просто не работает.
К такому выводу пришла группа планетологов под руководством Кристофера Гляйна из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере. Исследователи заново просчитали химические условия в подледном океане Энцелада по данным миссии «Кассини» и получили результат, который заметно меняет оценку его обитаемости. По их расчетам, в воде спутника должны присутствовать соли ортофосфорной кислоты, причем в концентрациях, сопоставимых с земными океанами.
Для мира размером всего около 500 километров в поперечнике это звучит почти вызывающе. Энцелад долго выглядел обычной ледяной луной на окраине Солнечной системы, пока в 2005 году «Кассини» не увидел у его южного полюса гигантские выбросы водяного льда и пара. Струи вырывались из длинных трещин, которые позже получили название «тигровые полосы», и сразу превратили спутник в одну из главных целей астробиологии.
Позже стало ясно, что эти гейзеры питаются не небольшими карманами воды, а глобальным океаном, спрятанным под ледяной оболочкой. «Кассини» несколько раз пролетал через выбросы и успел измерить состав частиц, вылетающих в космос. В них нашли воду, соли, органические молекулы, соединения углерода, водород и другие признаки активной химии. Для ученых это был редкий случай, когда океан другого мира сам выбрасывает образцы наружу, позволяя изучать их без посадки и бурения льда.
Один элемент долго оставался слабым местом этой картины – фосфор. На Земле он входит в состав ДНК и РНК, участвует в переносе энергии внутри клеток и нужен для молекул, из которых строятся клеточные мембраны. Если его слишком мало, даже теплая соленая вода с органикой и источниками энергии еще не дает уверенной среды для жизни.
Ранее часть моделей показывала, что океан Энцелада может быть беден фосфором. Причина крылась в химии контакта воды с каменным ядром: считалось, что нужные соединения должны плохо растворяться и быстро выпадать из раствора. Новая работа пересмотрела эту оценку с учетом температуры, солености, щелочности воды, состава пород и тех данных, которые «Кассини» получил вблизи гейзеров.
Расчеты показали другую картину. В условиях Энцелада фосфор может активно переходить из каменных пород в океан и сохраняться там в виде растворенных фосфатов. По оценке авторов, его концентрация оказалась на 3–4 порядка выше прежних ожиданий. Разница огромная: речь идет не о едва заметных следах, а о количестве, которое уже можно сравнивать с земными морями.
Ключ к этому процессу – взаимодействие океана с каменным дном. Если вода долго циркулирует через породы ядра, она может вымывать из них нужные вещества, примерно как земная морская вода взаимодействует с минералами на дне океана. Энцелад при этом получает энергию от приливных сил Сатурна: гравитация гигантской планеты деформирует спутник, нагревает его недра и поддерживает жидкую воду подо льдом.
Такая система особенно интересна, потому что для потенциальной жизни нужны сразу несколько условий: жидкая вода, набор химических элементов, источник энергии и стабильность среды. У Энцелада уже были первые три пункта в списке сильных аргументов, а новая оценка по фосфору закрывает один из самых заметных пробелов. Она не доказывает существование микробов подо льдом, зато убирает важное возражение против такой возможности.
Главная интрига теперь связана с будущими миссиями. «Кассини» завершил работу в 2017 году, поэтому нынешние выводы основаны на старых измерениях и моделях, пусть и очень подробных. Чтобы проверить наличие фосфатов напрямую, нужен новый аппарат с приборами, рассчитанными именно на анализ ледяных частиц из гейзеров. Такой зонд смог бы пролетать через выбросы, искать более сложную органику, уточнять состав солей и проверять, насколько океан Энцелада похож на среду, где на Земле живут микроорганизмы.
Энцелад остается одним из самых сильных кандидатов на поиск жизни за пределами Земли в пределах Солнечной системы. У него нет плотной атмосферы, теплой поверхности или привычных морей под открытым небом, зато под десятками километров льда может существовать темный океан, где вода касается камня, химия идет миллионы лет, а нужные элементы доступны в неожиданно больших количествах.
Источники: PNAS, исследование группы Christopher R. Glein; данные миссии Cassini; ТАСС
Подписывайтесь на канал, буду рад вопросам и поправкам в комментариях.
#экзогео #Энцелад #Сатурн #Кассини #астробиология #космос #солнечнаясистема #планетология #PNAS
Читайте также: