Лабораторный эксперимент подтвердил способность океана Энцелада производить органику

Международная группа ученых из Японии и Германии в лабораторных условиях воссоздала химическую среду подледного океана Энцелада, спутника Сатурна. Результаты эксперимента, опубликованные в журнале Icarus, демонстрируют, что в условиях, имитирующих океан Энцелада, могут легко образовываться многие органические соединения, обнаруженные ранее миссией Cassini. Это укрепляет аргументы в пользу того, что в этом далеком мире могут существовать молекулярные строительные блоки жизни.

Астрономы давно предполагают, что под толстой ледяной коркой шестого по величине спутника Сатурна в районе южного полюса скрывается океан жидкой воды. Главным доказательством этого являются богатые водой струи (плюмы), которые часто извергаются из разломов на поверхности Энцелада. В период с 2004 по 2017 год зонд NASA Cassini неоднократно пролетал сквозь эти выбросы и обнаружил в них разнообразный набор органических соединений — от простого углекислого газа до более крупных углеводородных цепей, которые на Земле являются важнейшими молекулярными предшественниками сложных биомолекул.

Однако до сих пор оставалось неясным, были ли эти соединения произведены внутри спутника или унаследованы им от древнего материала, из которого он сформировался. Чтобы ответить на этот вопрос, команда под руководством Макса Крэддока из Института науки Токио подошла к проблеме с новой стороны. Исследователи создали в лаборатории химическую смесь на основе простых соединений, таких как аммиак и цианистый водород, которые Cassini обнаружил в выбросах. Затем, используя высокотемпературный реактор высокого давления, они подвергли эту смесь циклам нагрева и криогенной заморозки, которые, как считается, происходят в недрах Энцелада из-за приливных сил гравитации Сатурна. Этот процесс, вероятно, запускает гидротермальную активность, способствующую реакциям между молекулами.

Как и предполагали ученые, эти искусственные гидротермальные реакции привели к образованию целого ряда более сложных органических молекул, включая аминокислоты, альдегиды и нитрилы. Также выяснилось, что процесс замораживания способствует образованию более простых аминокислот, таких как глицин. Многие из этих химических продуктов близко соответствовали меньшим по размеру органическим соединениям, зафиксированным спектроскопическими приборами Cassini. При этом некоторые более крупные молекулы, обнаруженные зондом, в эксперименте не появились, что может указывать на возможность более горячих или катализируемых реакций в реальном океане Энцелада, которые не удалось воспроизвести в лаборатории.

Полученные результаты убедительно свидетельствуют, что подледный океан Энцелада, вероятно, химически богат и активен, способен производить строительные блоки жизни. Это исследование создает критически важную экспериментальную связь между химией океана и наблюдениями космических аппаратов, что поможет точнее интерпретировать данные будущих миссий и оценивать обитаемость Энцелада. Подобные лабораторные работы остаются одним из немногих способов продолжить изучение скрытого океана спутника и его потенциала для существования жизни в преддверии новых космических экспедиций.