На Энцеладе обнаружен фосфор - важнейший компонент для возникновения жизни на спутнике Сатурна
25 июня 2023 00:35
El Mundo
Испания
Энцелад, один из спутников Сатурна, является одним из самых перспективных мест в Солнечной системе для поиска внеземной жизни. А начиная со среды он стал еще более перспективным: под слоем льда кроется глубокий океан, в котором ученые только что обнаружили фосфор - этот элемент, по их мнению, крайне важен для того, чтобы спутник стал пригодным для жизни
© Фото : NASA/JPL-Caltech/Michael Benson, Kinetikon Pictures
Как говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature, это первый случай обнаружения фосфора в океанах за пределами Земли. Это открытие не только способствует лучшему пониманию океанических миров Солнечной системы, но и подтверждает, что Энцелад может иметь условия, необходимые для существования какой-либо формы жизни.
Открытие было сделано на основе данных, полученных с помощью зонда "Кассини", работа которого завершилась в 2017 году, когда он погрузился в атмосферу Сатурна для последующего самоуничтожения. Ученые до сих пор анализируют многочисленные данные, собранные за 13 лет исследования этой окруженной кольцами планеты и ее спутников Титана и Энцелада, на которых были обнаружены элементы, которые позволяют считать их кандидатами на поиск жизни в Солнечной системе.
В частности, обнаружение фосфора стало возможным благодаря анализу частиц льда, выброшенных из подземного океана спутника через трещины своеобразным гейзером. Предыдущие модели предполагали наличие этого элемента, но было неясно, много ли его там.
"Предыдущие результаты измерений зонда „Кассини” уже показали, что подземный океан Энцелада имеет умеренную соленость, достаточный уровень pH, широкий спектр органических соединений, а на дне, вероятно, находятся гидротермальные системы, выступающие в качестве источника энергии. Однако фосфор пока не был обнаружен, хотя он обычно считается важнейшим ингредиентом для жизни. Жизнь на Земле не может существовать без фосфора. Этот элемент входит, например, в состав ДНК или клеточных мембран", - объясняет изданию El Mundo Франк Постберг (Frank Postberg), профессор отделения планетарных наук Института геологических наук Свободного университета Берлина и руководитель исследования. "Тот факт, что мы обнаружили фосфор в виде растворимых фосфатов, легко доступных в океане, может быть расценен как недостающий элемент, который делает океан этого спутника Сатурна пригодным для жизни. Однако это не обязательно означает, что он обитаем", - подчеркивает исследователь.
Х. Мигель Мас Хессе (J. Miguel Mas Hesse), ученый и бывший директор Центра астробиологии (CAB/CSIC-INTA), согласен с этим мнением. Он считает, что фактическое обнаружение полезных веществ, таких как фосфаты, "очень значимо". Оно подтверждает, что вода с этого спутника является хорошим "первичным бульоном" для развития жизни. "Тот факт, что фосфаты были обнаружены в воде, выброшенной с Энцелада, является очень интересной новостью с точки зрения определения возможности возникновения жизни. Фосфор является основным строительным материалом для жизни (помимо прочего, он образует полосу, на которой закреплены основания ДНК). Его изобилие указывает на то, что, по крайней мере, питательные вещества, необходимые для жизни, там есть", - говорит ученый.
По словам эксперта, это открытие "похоже, указывает на то, что химический состав в океанах ледяных спутников, по крайней мере, в случае Энцелада, будет достаточно полным и комплексным, чтобы поддерживать биологические процессы".
Как отмечает испанский ученый, не имеющий отношения к данному исследованию, ледяные спутники Юпитера и Сатурна являются приоритетной областью для астробиологии по нескольким причинам: на них много воды, а дно океана - каменное. Кроме того, близость к Юпитеру и Сатурну обеспечивает приливные силы для нагрева спутников, а значит, они имеют источник энергии, сравнимый, возможно, с гидротермальными источниками в земных океанах. Помимо этого, их поверхность покрыта ледяной корой, которая защищает их от высокого уровня радиации в непосредственной близости от планет-гигантов.
"Поскольку они образовались из того же молекулярного облака, что и остальная часть Солнечной системы, в их состав должны входить все элементы, необходимые для жизни. Это очень перспективные среды для роста живых существ", - говорит Мас Хессе. Он напоминает, что "Артур К. Кларк (Arthur C. Clarke), автор „Космической одиссеи 2001 года”, и ее продолжения „Космической одиссеи 2010”, вышедшей в 1982 году, еще раньше предположил, что под ледяной поверхностью Европы может существовать жизнь".
Хотя "нет никаких сомнений в том, что биохимический состав этих замерзших океанов должен быть очень богатым и более чем достаточным для возникновения жизни - на это указывают и другие химические элементы, которые им удалось идентифицировать, - на данный момент нет никаких доказательств того, что все обстоит именно так", - подчеркивает Мас Хессе.
Большое количество фосфора
Команда под руководством Постберга проанализировала данные, собранные с помощью Анализатора космической пыли (CDA) космического аппарата "Кассини", чтобы определить основные элементы, содержащиеся в океане Энцелада. Ученые не просто обнаружили фосфор. Лабораторные данные показали, что концентрация этого элемента там по крайней мере в 100 раз выше, чем в океанах Земли.
Франк Постберг уверяет, что его команда полностью уверена в наличии этого элемента. "Наше открытие было сделано „на месте” вблизи Энцелада с помощью космического аппарата. Кроме того, мы проанализировали ледяные куски, которые, несомненно, происходят из недр спутника", - рассказал эксперт. Так он ответил на вопрос о том, можно ли оспорить полученный его командой результат, как это произошло в 2020 году после объявления об обнаружении газа фосфина в облаках Венеры. "В отличие от предположительно слабого фосфинового сигнала, фосфатный сигнал в полученных с помощью „Кассини” данных чрезвычайно сильный и однозначный. Он исходит от фосфата натрия и гидрогенфосфата натрия, которые растворимы в (океанической) воде", - говорит он.
Кроме того, ученые считают, что высокое содержание фосфатов может наблюдаться и в других ледяных океанических мирах с аналогичными параметрами окружающей среды.
В статье, посвященной анализу этого исследования и также опубликованной в журнале Nature, Михаил Золотов, исследователь из Университета штата Аризона, отмечает, что "наличие фосфорных соединений в воде имеет решающее значение для биологического производства на Земле". Наличие фосфатов в океане Энцелада, добавляет он, подтверждает, что вода на этом спутнике щелочная.
После этого волнующего открытия Фрэнк Постберг, по его собственным словам, продолжит анализировать данные "Кассини". "Недавно опубликованные снимки Энцелада, сделанные телескопом „Джеймс Уэбб”, не дали нам ничего нового", - говорит Постберг. По его мнению, "чтобы выяснить, является ли Энцелад не только пригодным для жизни, но и обитаемым, нам нужно отправить туда - и мы должны это сделать - еще один космический аппарат".
Как рассказывает Мас Хессе, НАСА и Европейское космическое агентство (ЕКА) работают над миссией под названием "Совместная миссия „Европа”" (Joint Europa Mission), в рамках которой на спутник Юпитера отправится небольшой зонд. Он должен будет провести химический анализ коричневой пыли, которая его покрывает, с целью отыскать следы биологической активности. "Но нам предстоит ждать много лет, прежде чем что-то подобное будет сделано. Миссия, которая сможет это сделать, а именно "Совместная миссия „Европа”", все еще находится на стадии исследования. И до стадии запуска потребуется ещё восемь лет", - объяснил эксперт. Тем временем космический аппарат Juice находится на пути к Юпитеру и Европе, а другая миссия НАСА, Europa Clipper, отправится в 2024 или 2025 году, чтобы продолжать детальное изучение поверхности Европы.
via