Дослідження наближає дані, які NASA Cassini зібрав на крижаному супутнику Сатурна, і знаходить докази ключового інгредієнта для життя та потужного джерела енергії для його живлення. Вчені знають, що гігантський шлейф крижаних зерен і водяної пари, які викидає супутник Сатурна Енцелад, багатий органічними сполуками, деякі з яких важливі для життя, яке ми знаємо. Тепер вчені, які аналізують дані місії НАСА «Кассіні», розширюють докази придатності для життя: вони знайшли вагоме підтвердження ціаніду водню, молекула, яка є ключем до походження життя.
Дослідники також знайшли докази того, що океан, який ховається під крижаною зовнішньою оболонкою Місяця та постачає шлейф, містить потужне джерело хімічної енергії. Неідентифіковане досі джерело енергії є у формі кількох органічних сполук, деякі з яких на Землі служать паливом для організмів.
Висновки, опубліковані в Nature Astronomy, показують, що всередині цього може бути набагато більше хімічної енергії крихітний місяць, ніж вважалося раніше. Що більше доступної енергії, то більша ймовірність того, що життя може розмножуватися та підтримуватися.
«Наша робота надає додаткові докази того, що Енцелад є домом для деяких найважливіших молекул як для створення будівельних блоків життя, так і для підтримки цього життя через метаболічні реакції», сказав провідний автор Джона Пітер, докторант Гарвардського університету, який виконав більшу частину досліджень, працюючи в Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії.
«Мало того, що Енцелад, здається, відповідає основним вимогам придатності для проживання, ми тепер маємо уявлення про те, як там можуть утворюватися складні біомолекули та які хімічні шляхи можуть бути залучені.»
«Відкриття ціаніду водню було особливо захоплюючим, оскільки це відправна точка для більшості теорій про походження життя» — сказав Петро. Життя, як ми його знаємо, потребує будівельних блоків, таких як амінокислоти, а ціанистий водень є однією з найважливіших і універсальних молекул, необхідних для утворення амінокислот. Оскільки його молекули можна складати разом багатьма різними способами, автори дослідження називають ціанід водню швейцарським армійським ножем попередників амінокислот.
«Чим більше ми намагалися виправити наші результати, тестуючи альтернативні моделі,» Пітер додав, «чим сильнішими ставали докази». Згодом стало зрозуміло, що немає способу узгодити склад шлейфу без включення ціанистого водню.»
У 2017 році вчені знайшли на Енцеладі докази хімії, яка може допомогти підтримувати життя, якщо воно є, в його океані. Поєднання вуглекислого газу, метану та водню в шлейфі свідчило про метаногенез, метаболічний процес, який виробляє метан. Метаногенез широко поширений на Землі і, можливо, мав вирішальне значення для виникнення життя на нашій планеті.
Нова робота відкриває докази існування додаткових хімічних джерел енергії, набагато потужніших і різноманітніших, ніж утворення метану: автори знайшли низку органічних сполук, які були окислені, що вказує вченим на те, що існує багато хімічних шляхів потенційної підтримки життя на Енцеладі’ підповерхневий океан. Це тому, що окислення сприяє вивільненню хімічної енергії.
«Якщо метаногенез схожий на маленьку батарейку годинника з точки зору енергії, то наші результати показують, що океан Енцелада може запропонувати щось більше схоже на автомобільний акумулятор, здатний забезпечити велику кількість енергії будь-якому живому, яке може бути присутнім,» сказав Кевін Хенд з JPL, співавтор дослідження та головний дослідник зусиль, які привели до нових результатів.
Математика — це шлях
На відміну від попередніх досліджень, які використовували лабораторні експерименти та геохімічне моделювання для повторення умов, які Кассіні виявив на Енцеладі, автори нової роботи покладалися на детальний статистичний аналіз. Вони вивчили дані, зібрані за допомогою іонно-нейтрального мас-спектрометра Кассіні, який вивчав газ, іони та зерна льоду навколо Сатурна.
Визначивши кількість інформації, що міститься в даних, автори змогли виявити тонкі відмінності в тому, наскільки добре різні хімічні сполуки пояснюють сигнал Кассіні.
«Існує багато потенційних частин головоломки, які можна зібрати разом, намагаючись зіставити спостережувані дані,» — сказав Петро. «Ми використовували математичне та статистичне моделювання, щоб з’ясувати, яка комбінація частин головоломки найкраще відповідає складу шлейфу та максимально використовує дані, не надто інтерпретуючи обмежений набір даних.»
Вчені ще дуже далекі від відповіді, чи може на Енцеладі зародитися життя. Але, як зазначив Пітер, нова робота викладає хімічні шляхи життя, які можна перевірити в лабораторії.
Тим часом Кассіні — це місія, яка продовжує давати результати — довго після того, як виявилося, що Енцелад — активний супутник. У 2017 році місія завершилася навмисним зануренням космічного корабля в атмосферу Сатурна. «Наше дослідження демонструє, що хоча місія Кассіні завершилася, його спостереження продовжують давати нам нові відомості про Сатурн та його супутники, включно з загадковим Енцеладом», – сказав Том Нордхейм, планетолог JPL, який є співавтором дослідження та членом групи Кассіні.
