Спутник Сатурна Энцелад — главный кандидат на поиски внеземной жизни в нашей Солнечной системе. Однако остается загадкой, может ли микробная инопланетная жизнь населять Энцелад.
Энцелад предстал перед космическим кораблем НАСА «Вояджер-1» как небольшой ничем не примечательный «снежный ком» в небе, когда его впервые наблюдали в 1980 году. Позже, с 2005 по 2017 год, зонд НАСА «Кассини» пролетел через систему Сатурна и выполнил беспрецедентные глубокие исследования Сатурна. замысловатые кольца и луны. Открытие Кассини того, что толстый слой льда на Энцеладе скрывает большой теплый океан с соленой водой, выделяющий метан, газ, который обычно возникает в результате микробной жизни на Земле, поразило ученых.
Новое исследование Университет штата Аризона Исследователи предполагают, что загадка того, может ли микробная инопланетная жизнь обитать на Энцеладе, может быть решена с помощью орбитального космического зонда. Исследователи рассказали, как вымышленная космическая миссия может дать убедительные решения.
Группа исследователей из университетов Аризоны и Парижского университета наук и литературы в прошлом году пришла к выводу, что существует большая вероятность того, что На Энцеладе есть жизнь и что эта жизнь может быть причиной выбросы метана на Луне.
Режис Ферьер, старший автор новой статьи и доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Аризоны, сказал: «Чтобы узнать, так ли это, нам нужно вернуться на Энцелад и посмотреть».
Согласно последнему анализу, даже если общая масса возможных живых бактерий в океане Энцелада будет минимальной, визита орбитального космического корабля будет достаточно, чтобы точно определить, присутствуют ли в воде Энцелада земные микробы. ниже его оболочки.
Ферьер сказал: «Очевидно, что отправить робота ползать по ледяным трещинам и глубоко нырять на морское дно будет непросто. Более реалистичные миссии были разработаны с использованием модернизированных инструментов для отбора проб шлейфов, как это сделал Кассини, или даже для высадки на поверхность Луны».
«Смоделировав данные, которые более подготовленный и продвинутый орбитальный космический корабль мог бы собрать только из шлейфов, наша команда теперь показала, что этого подхода будет достаточно, чтобы с уверенностью определить, есть ли жизнь внутри Океан Энцелада без необходимости исследовать глубины Луны. Это захватывающая перспектива».
Энцелад, находящийся примерно в 800 миллионах миль от Земли, вращается по орбите. Сатурн каждые 33 часа. Луна — единственный объект в солнечная система оно отражает свет, как луна, хотя оно даже не такое широкое, как штат Аризона. Поверхность Луны выделяет ее на небе, как замерзший пруд в солнечном свете. По меньшей мере 100 огромных водяных шлейфов вырываются из замерзшей поверхности южного полюса Луны, напоминая лаву бушующего вулкана.
Одной из Знаменитые кольца Сатурна По мнению ученых, считается, что это результат водяного пара и частиц льда, извергаемых этими гейзероподобными образованиями. Миссия Кассини взяла образец этой выброшенной комбинации, которая содержит газы и другие гранулы глубоко в океане Энцелада.
Избыток метана, обнаруженный Кассини в шлейфах, напоминает гидротермальные жерла, уникальные экосистемы, обнаруженные в темных недрах океанов Земли. Здесь нагретая магма под морским дном нагревает океанскую воду в пористой коренной породе на границах двух близлежащих тектонических плит, создавая «белых курильщиков» — жерла, из которых извергается обжигающая горячая, богатая минералами соленая вода. Поскольку они не имеют доступа к солнечному свету, организмы должны выживать, используя энергию, содержащуюся в химических веществах, которые белые курильщики выделяют в окружающую среду.
Ферьер сказал: «На нашей планете гидротермальные источники изобилуют жизнью, большой и маленькой, несмотря на тьму и безумное давление. Простейшими живыми существами являются микробы, называемые метаногенами, которые питаются даже в отсутствие солнечного света».
«Метаногены преобразуют диводород и двуокись углерода для получения энергии, выделяя метан в качестве побочного продукта. Исследовательская группа Ферьера смоделировала свои расчеты, основываясь на гипотезе о том, что на Энцеладе есть метаногены, обитающие в океанических гидротермальных жерлах, похожих на те, что встречаются на Земле. Таким образом исследователи рассчитали, какой будет общая масса метаногенов на Энцеладе, а также вероятность того, что их клетки и другие органические молекулы могут быть выброшены через шлейфы».
Первый автор статьи, Антонин Аффхолдер, научный сотрудник Университета Аризоны, который работал в парижском журнале Sciences & Lettres, когда проводил это исследование, сказал: «Мы были удивлены, обнаружив, что гипотетическая численность клеток будет равна биомассе только одного кита в глобальном океане Энцелада. Биосфера Энцелада может быть очень скудной. И все же наши модели показывают, что было бы достаточно продуктивно накормить шлейфы достаточным количеством органических молекул или клеток, чтобы их можно было уловить приборами на борту будущего космического корабля».
«Наше исследование показывает, что если в океане Энцелада присутствует биосфера, признаки ее существования можно обнаружить в материале шлейфа без необходимости приземляться или бурить, но такая миссия потребует, чтобы орбитальный аппарат несколько раз пролетал через шлейф, чтобы собрать много океанического материала».
«Вероятность того, что настоящие клетки могут быть найдены, может быть небольшой, потому что им придется пережить процесс дегазации, переносящий их через шлейфы из глубокого океана в космический вакуум – настоящее путешествие для крошечной клетки».
Вместо этого авторы предполагают, что обнаруженные органические молекулы, такие как определенные аминокислоты, могут служить косвенным свидетельством за или против среды, изобилующей жизнью.
«Учитывая, что, согласно расчетам, любая жизнь, присутствующая на Энцеладе, будет чрезвычайно редкой, все еще существует хороший шанс, что мы никогда не найдем достаточное количество органических молекул в шлейфах, чтобы сделать однозначный вывод о ее наличии», - сказал Ферьер. «Итак, вместо того, чтобы сосредоточиться на вопросе о том, сколько достаточно, чтобы доказать существование жизни, мы спросили: «Каково максимальное количество органического материала, которое могло бы присутствовать в отсутствие жизни?»
Авторы — сказал, «Если все измерения превысят определенный порог, это может сигнализировать о серьезной возможности существования жизни».
«Однозначные доказательства существования живых клеток, попавших в инопланетный мир, могут оставаться неуловимыми в течение нескольких поколений. А до тех пор тот факт, что мы не можем исключить существование жизни на Энцеладе, вероятно, лучшее, что мы можем сделать».
Справочник журнала:
- Антонин Аффхолдер и др. Предполагаемая метаногенная биосфера в глубоком океане Энцелада: биомасса, продуктивность и значение для обнаружения. Журнал планетарной науки, DOI 10.3847/PSJ/aca275
