Органічні молекули, що складаються переважно з вуглецю та водню та невеликих кількостей інших елементів, широко вважаються основними інгредієнтами для життя. На Землі ці сполуки є основними будівельними блоками всіх живих організмів. За останні кілька десятиліть вчені виявили подібні молекули на віддалених об’єктах Сонячної системи, включаючи транснептунові тіла, комети та далекі астероїди. Оскільки вважається, що ці сутності майже не змінилися з моменту народження Сонячної системи, багато дослідників припускають, що будівельні блоки життя могли бути присутніми з самого початку, потенційно подорожуючи до внутрішніх областей Сонячної системи пізніше.
Органічні відкладення на планеті Церера
У недавньому дослідженні група вчених вирішила визначити, чи містить карликова планета Церера, розташована в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером, раніше невідомі поклади органічного матеріалу. Оскільки Церера обертається в регіоні, який чітко не є частиною ні внутрішньої, ні зовнішньої Сонячної системи, це викликало інтерес щодо походження її органічних елементів: вони утворилися локально чи прибули звідкись?
Вчені дослідили всю поверхню Церери на наявність органічної речовини, зосередившись на аліфатичних вуглеводнях – ланцюжкових сполуках, які утворюються, коли вода взаємодіє з породою протягом тривалого часу. Попередні дослідження натякали на те, що такі сполуки можуть бути розкидані по Церері, що спонукало дослідників глибше досліджувати їх точне розташування та геологічний контекст.
Дані місії Dawn
Космічний корабель NASA Dawn досяг Церери в березні 2015 року і витратив близько трьох з половиною років на картографування поверхні карликової планети за допомогою складної системи камер і спектрометра. Спостерігаючи, як змінюється яскравість відбитого світла з різною довжиною хвилі, вчені можуть зробити висновок про наявність органічних матеріалів. Спектрометр Dawn, який розділяє світло на кілька довжин хвиль, підтвердив, що ці речовини належать до категорії аліфатичних вуглеводнів, хоча він не міг ідентифікувати точну молекулярну форму.
Розташування органічних молекул на Церері
Поточне дослідження, опубліковане в журналі Nature Geoscience, використовувало систему штучного інтелекту для аналізу даних Dawn. Дослідники хотіли знайти всі можливі місця аліфатичних вуглеводнів на Церері та порівняти їх із геологічними особливостями карликової планети.
«Місця таких органічних молекул насправді рідко зустрічаються на Церері, і вони позбавлені будь-яких кріовулканіческіх ознак», — сказав Ранджан Саркар, перший автор дослідження з Інституту дослідження сонячної системи Макса Планка (MPS).
Більшість цих відкладень з’являється навколо великого кратера Ернутет у північній півкулі Церери, хоча три відкладення існують далі. Два патчі раніше не були ідентифіковані. Мартін Хоффманн з MPS розповів про те, що знайшла команда. «На жодному з родовищ ми не знаходимо доказів поточної або минулої вулканічної чи тектонічної активності: жодних траншей, каньйонів, вулканічних куполів чи жерл. Крім того, поблизу немає глибоких ударних кратерів».
Переосмислення кріовулканізму як джерела
Церера давно визнана кріовулканічним тілом, що містить підповерхневий резервуар солоної води (або розсолу), яка просочується на поверхню в певних місцях. Цей процес, відомий як кріовулканізм, спочатку здавався вірогідним механізмом доставки органіки на поверхню з надр карликової планети.
«Звичайно, перше припущення полягає в тому, що унікальний кріовулканізм Церери транспортує органічний матеріал з внутрішньої частини тіла на поверхню. Але наші результати свідчать про інше», — сказав Андреас Натус, керівник групи камер Dawn у MPS.
Відкладення, багаті органікою, виявляється, не збігаються з регіонами кріовулканіческой активності. Там, де є кріовулканічні докази, органічні речовини помітно відсутні, а там, де органічні речовини залягають, немає чітких ознак вулканічних або тектонічних особливостей. Ця разюча невідповідність підриває ідею про те, що кріовулканічні процеси доставляють ці сполуки зсередини.
Будівельні блоки життя на Церері
Натомість дослідники припускають, що удари одного або кількох астероїдів у зовнішньому поясі астероїдів принесли органічні матеріали на Цереру. Моделювання свідчить про те, що ці астероїди зовнішнього поясу часто стикаються з Цеерерою на відносно скромних швидкостях, створюючи лише помірне тепло. У таких щадних умовах органіка може витримати вплив без руйнування.
«Однак органічні відкладення, які досі були надійно виявлені за допомогою Dawn, ймовірно, не походять від самої Церери», — пояснив Натус.
Він додав, що інструменти Dawn не можуть виявити всі органічні сполуки, залишаючи відкритою можливість того, що деякі з них могли утворитися в підземному океані Церери і, можливо, навіть досягти поверхні.
Майбутнє дослідження планети Церера
Зрештою, дослідження натякає на те, що на Церері можуть міститися різні популяції органічних молекул – одні з них виникли в результаті зіткнень астероїдів, а інші потенційно виникли в їїсередині. Щоб підтвердити останнє, дослідницька група виступає за майбутню місію посадкового апарату, здатного безпосередньо брати зразки надр Церери.
Така місія дасть остаточні відповіді про те, чи виробляла Церера органічні сполуки у своєму прихованому океані – і чи триває цей процес сьогодні. Розуміння того, як і де виникли ці матеріали, могло б пролити світло на ширші питання про розподіл будівельних блоків життя в Сонячній системі.
Поки вчені працюють над розкриттям повної історії органіки на Церері, результати дослідження підкреслюють складність поверхонь планет і безліч способів, як космічні процеси можуть їх формувати. Поєднуючи розширений аналіз даних з амбітними дослідженнями, дослідники сподіваються дізнатися більше про те, як утворюються та подорожують корисні для життя інгредієнти, можливо, відкриваючи нові підказки про походження життя на Землі та в інших місцях.