Подповерхностный океан спутника Сатурна Энцелада может быть богат фосфором — элементом, который считается важным ингредиентом для жизни. К такому выводу пришла международная группа ученых, которая использовала комбинацию методов моделирования, чтобы показать, что стабильные соединения фосфора, вероятно, выбрасываются с морского дна Луны. Эти предсказания могут помочь будущим миссиям к ледяным спутникам Сатурна лучше выявить любые признаки жизни.
Поиски внеземной жизни в Солнечной системе часто руководствуются наличием жидкой воды. Известно, что за пределами Земли океаны существуют под ледяными поверхностями нескольких спутников Юпитера и Сатурна – все они нагреваются приливными силами, создаваемыми этими гигантскими планетами. Одним из претендентов на жизнь является шестой по величине спутник Сатурна, Энцелад.
Несмотря на небольшой размер (диаметр 500 км), эта луна известна богатыми водой шлейфами, которые прорываются через трещины в ее ледяной коре. Шлейфы были обнаружены НАСА. Cassini космический корабль. Во время нескольких пролетов в период с 2005 по 2015 год «Кассини» пролетал прямо сквозь эти шлейфы, получая представление о химических соединениях, которые существуют глубоко в океане Энцелада.
Основные химикаты
Вода, которую исследовал Кассини, содержала несколько химических веществ, которые астробиологи считают важными строительными блоками жизни: в том числе углерод, аммиак и сероводород. Однако одним элементом, который не был обнаружен, был фосфор, который является ключевым компонентом структур, включая ДНК, клеточные мембраны, кости и зубы. Хотя недостаток фосфора поставил бы под сомнение обитаемость Энцелада, краткие наблюдения Кассини были далеко не исчерпывающими.
Грандиозный финал Кассини
В этом последнем исследовании группа под руководством Цзихуа Хао в Университете науки и технологий Китая и Кристофер Гляйн в Юго-Западном научно-исследовательском институте в США использовали методы геохимического моделирования, чтобы получить оценку содержания фосфора на Луне. Во-первых, они использовали термодинамическое моделирование для оценки стабильности различных форм растворенного фосфора – различных факторов, включая температуру и pH океана.
Основываясь на этих открытиях, они затем использовали кинетическое моделирование для изучения растворения стабильных фосфатных минералов в океане Энцелада. За короткие геологические сроки это моделирование показало, что фосфор может быстро выделяться в результате выветривания скалистого морского дна Луны. В свою очередь, ожидается, что это приведет к образованию концентраций фосфора, близких или, возможно, даже превышающих уровни, присутствующие в морской воде на Земле.
Такое высокое изобилие будет означать, что жизнь в жидком океане Энцелада не будет ограничена нехваткой фосфора, что еще больше усиливает вероятность того, что жизнь могла возникнуть под ледяной поверхностью маленькой луны. Эти прогнозы должны быть подтверждены будущими миссиями на Сатурн, но если мы отправим зонды на Энцелад, результаты команды дадут ценное руководство для этих миссий, помогая астрономам исследовать впечатляющие шлейфы Луны в беспрецедентных деталях.
Исследование описано в Труды Национальной академии наук.
