Ученые воссоздали химию океана Энцелада в лаборатории
Исследователи из Японии и Германии воспроизвели в лаборатории химические условия скрытого подо льдом океана Энцелада. Результаты их работы опубликовал научный журнал Icarus. Эксперименты подтвердили догадки астрономов о способности спутника Сатурна производить органические соединения. Эти данные усиливают гипотезу о том, что на далеком небесном теле могут существовать необходимые для жизни молекулярные блоки.
Астрономы считают Энцелад одним из самых интересных объектов Солнечной системы. Под его толстой ледяной корой в районе южного полюса скрывается океан жидкой воды. Главным доказательством существования этого океана служат мощные выбросы: вода и частицы льда вырываются из трещин на поверхности спутника и формируют одно из колец Сатурна.
С 2004 по 2017 год через этот шлейф и кольцо неоднократно пролетал зонд NASA «Кассини». Приборы аппарата зафиксировали там множество органических соединений. Среди находок были как простой углекислый газ, так и более сложные углеводородные цепи. На Земле подобные вещества служат основой для появления биомолекул.
Намек на жизнь: в ледяных гейзерах Энцелада нашли сложные органические молекулы
Долгое время происхождение этих соединений вызывало вопросы. Ученые не могли точно сказать, образуется ли органика внутри спутника прямо сейчас или она досталась Энцеладу в наследство от древней материи при его формировании. Руководитель нового исследования Макс Крэддок из Токийского технологического института отметил недостаток данных в предыдущих работах. Раньше лабораторные опыты фокусировались на условиях ранней Земли или комет и не учитывали специфику среды Энцелада. Без точного экспериментального подтверждения было трудно связать химические теории с показаниями приборов «Кассини».
Команда Крэддока подошла к проблеме иначе и решила сымитировать процессы внутри спутника. Сначала ученые создали смесь из простых веществ, которые зонд обнаружил в выбросах, включая аммиак и цианистый водород. Затем эту смесь поместили в реактор высокого давления. Там ее подвергали циклам нагревания и криогенной заморозки. Именно такие перепады температур испытывает океан Энцелада из-за приливных сил гравитации Сатурна. Нагрев запускает гидротермальную активность и заставляет малые молекулы вступать в реакцию.
Все о Сатурне: из чего состоит, сколько лететь и другие факты о «Властелине колец»
Полученные продукты исследователи проанализировали с помощью лазерного масс-спектрометра. Этот прибор сконструировали специально для имитации анализатора космической пыли на борту «Кассини». Такой подход позволил точно сравнить лабораторные результаты с данными из космоса.
Итоги совпали с ожиданиями ученых. Искусственные гидротермальные реакции породили целый ряд сложных органических молекул, в том числе аминокислоты, альдегиды и нитрилы. Процесс заморозки способствовал появлению более простых аминокислот вроде глицина. Химический состав полученных веществ оказался очень похож на то, что фиксировали спектрометры космического зонда.
Эксперимент не смог воспроизвести абсолютно все находки «Кассини». Некоторые крупные молекулы в лаборатории не появились. Авторы работы предполагают наличие в реальном океане более высоких температур или особых катализаторов. Также нельзя исключать присутствие очень древнего материала. Однако результаты исследования четко указывают на химическое богатство подледного океана. Он действительно способен активно производить строительные блоки для жизни.
Макс Крэддок считает эти выводы важными для планирования будущих экспедиций. Теперь ученые лучше понимают, как интерпретировать данные о выбросах и какие приборы нужны для поиска следов жизни. Сейчас космические агентства не готовят новых полетов к Энцеладу или кольцам Сатурна. В такой ситуации лабораторные исследования становятся главным связующим звеном между прошлыми миссиями и будущими открытиями.
Источник иллюстрации на обложке: NASA/JPL-Caltech
Самое популярное
