Данные Cassini обнаружили необходимый для жизни элемент на спутнике Энцелад

Фосфор, химический элемент, имеющий решающее значение для многих биологических процессов, был обнаружен в зернах льда, выброшенного в космос со спутника Сатурна Энцелада, и, вероятно, в изобилии присутствует в его подземном океане. Это было обнаружено группой международных исследователей с помощью данных, полученных с помощью космического аппарата NASA Cassini.

На Энцеладе находится подземный океан, вода из которого выходит через трещины в ледяной коре в виде гейзероподобных струй, образуя шлейфы. Именно эти "струи" снабжают льдом слабо светящееся кольцо Е Сатурна, расположенное за пределами основных ярких колец.

Во время своего путешествия по системе Сатурна с 2004 по 2017 год зонд Cassini неоднократно проходил мимо гейзеров Энцелада и кольца E. Ученые уже обнаружили, что ледяные зерна с Энцелада содержат широкий спектр минералов и органических соединений, включая компоненты аминокислот - элементов, необходимых для жизни, какой мы ее знаем.

Однако фосфор, наименее распространенный из основных элементов, необходимых для биологических процессов, до сих пор не был обнаружен. Этот элемент входит в состав ДНК, которая образует хромосомы и несет генетическую информацию; он также присутствует в костях млекопитающих, клеточных мембранах и морском планктоне. Кроме того, фосфор является неотъемлемой частью молекул, переносящих энергию, во всех живых организмах на Земле. Другими словами, жизнь без него была бы невозможна.

Важность фосфора

Для этого исследования авторы получили доступ к данным из архива NASA Planetary Data System. В частности, они сосредоточились на данных, собранных прибором Cassini Cosmic Dust Analyzer при отборе проб ледяных частиц с Энцелада в кольце E Сатурна.

Поскольку при прохождении Cassini через кольцо Е было проанализировано гораздо больше ледяных частиц, чем при прохождении только через брызги Энцелада, ученые смогли изучить гораздо большее количество сигналов. При этом они обнаружили высокую концентрацию фосфатов натрия - химически связанных молекул натрия, кислорода, водорода и фосфора - в некоторых из этих зерен.

Затем соавторы из Европы и Японии провели лабораторные эксперименты, чтобы доказать, что в океане Энцелада есть фосфор. Он должен быть связан в различных водорастворимых формах фосфата в концентрациях, по крайней мере, в 100 раз превышающих те, что имеются в земных океанах. Соавтор работы Кристофер Глейн, планетолог и геохимик из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас, сказал:

Высокие концентрации фосфатов являются результатом взаимодействия между богатой карбонатами жидкой водой и каменистыми минералами на дне океана Энцелада. Они также могут встречаться на ряде других океанических миров. Этот ключевой ингредиент может быть достаточно богатым, чтобы потенциально поддерживать жизнь в океане Энцелада, что является потрясающим открытием для астробиологии.

Энцелад рассказывает нам о пригодных для жизни условиях

Предыдущие анализы ледяных зерен Энцелада выявили концентрацию соединений, содержащих натрий, калий, хлор и карбонат. Компьютерное моделирование показало (и продолжает показывать), что подповерхностный океан имеет "умеренную щелочность", и все это говорит в пользу пригодных для жизни условий.

Геохимические модели команды, стоящей за этим исследованием, показали, что изобилие фосфатов возможно и в других ледяных океанических мирах во внешней Солнечной системе. Особенно в тех, которые сформировались из первобытного льда, содержащего углекислый газ, и где жидкая вода имеет легкий доступ к горным породам.

Хотя научная группа с энтузиазмом относится к тому, что на Энцеладе есть строительные блоки для жизни, жизнь на поверхности спутника пока не обнаружена. Как и нигде в Солнечной системе, кроме Земли. Наличие "ингредиентов" необходимо, но их может быть недостаточно во внеземной среде для возникновения жизни, как мы ее знаем.

Наследие миссии Cassini

Вопрос о том, могла ли жизнь зародиться в океане Энцелада, остается открытым. Конечно, такое наследие, как миссия Cassini, дает нам надежду.

Миссия завершилась в 2017 году, когда зонд сгорел в атмосфере Сатурна. Однако сокровищница собранных данных останется богатым ресурсом на десятилетия вперед. Набор инструментов миссии позволил сделать открытия, которые продолжают оказывать влияние далеко за пределами планетарной науки и теперь затрагивают астробиологию и нашу жажду ответов.

Линда Спилкер, научный сотрудник проекта Cassini в JPL, сказала: "Теперь, когда мы знаем, что многие ингредиенты для жизни существуют, возникает вопрос: есть ли жизнь за пределами Земли, возможно, в нашей Солнечной системе? Я чувствую, что долговечное наследие Cassini вдохновит будущие миссии, которые в конечном итоге смогут ответить на этот вопрос".