На Энцеладе найден источник энергии и молекула, необходимые для возникновения жизни

На основе анализа данных, собранных космическим аппаратом "Кассини" о ледяном спутнике Сатурна, найдены доказательства наличия на Энцеладе ключевого ингредиента для жизни и сверхмощного источника энергии для её поддержания.

Об этом рассказывают в Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), передают OstanniPodii.com.

Ученым уже известно, что гигантский шлейф ледяных зерен и водяного пара, извергающийся со спутника Сатурна Энцелада, богат органическими соединениями, некоторые из которых являются важными для жизни, какой мы ее знаем. Теперь ученые, анализируя данные миссии "Кассини", сделали еще один шаг в исследовании доказательств пригодности Энцелада для жизни: они нашли убедительное подтверждение существования цианистого водорода -- молекулы, которая является ключевой для зарождения жизни.

Исследователи также обнаружили доказательства того, что океан, который скрыт под ледяной внешней оболочкой спутника и питает шлейф, содержит мощный источник химической энергии. Неизвестный до сих пор источник энергии в форме нескольких органических соединений, некоторые из которых на Земле служат топливом для организмов.

Результаты исследования, опубликованные на днях в журнале Nature Astronomy, указывают на то, что внутри этого крошечного спутника может быть гораздо больше химической энергии, чем считалось ранее. Чем больше энергии доступно, тем больше вероятность того, что жизнь может размножаться и поддерживаться.

"Наша работа предоставляет дополнительные доказательства того, что на Энцеладе содержатся некоторые из важнейших молекул как для создания строительных блоков жизни, так и для её поддержания посредством метаболических реакций", - говорит ведущий автор Джона Питер, докторант Гарвардского университета, который провел большую часть исследования во время работы в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA в Южной Калифорнии.

"Мало того, что Энцелад, похоже, соответствует основным требованиям пригодности для жизни, мы теперь имеем представление о том, как там могут формироваться сложные биомолекулы и какие химические пути могут быть к этому вовлечены", - указал он.

Космический аппарат "Кассини" сделал этот снимок освещенного Энцелада, который виден в центре, когда аппарат вращался вокруг Сатурна. Также на изображении 2007 года видны два других спутника: Пандора, яркое пятно, висящее возле колец, и Мимас, внизу справа. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Универсальный и энергичный

"Открытие цианистого водорода было особенно волнующим, ведь он является отправной точкой для большинства теорий происхождения жизни", - говорит Питер.

Жизнь, какой мы ее знаем, требует строительных блоков, таких как аминокислоты, а цианистый водород является одной из важнейших и самых универсальных молекул, необходимых для образования аминокислот. Поскольку его молекулы могут быть соединены между собой многими различными способами, авторы исследования называют цианистый водород швейцарским армейским ножом предшественников аминокислот.

"Чем больше мы пытались найти пробелы в наших результатах, тестируя альтернативные модели, тем сильнее становились доказательства. В конце концов, стало понятно, что не существует способа подобрать состав шлейфа без включения цианистого водорода", - добавил Питер.

В 2017 году ученые нашли на Энцеладе доказательства того, что в его океане есть химические вещества, которые могут помочь поддерживать жизнь, если она там есть. Сочетание углекислого газа, метана и водорода в шлейфе указывало на метаногенез -- метаболический процесс, в результате которого образуется метан. Метаногенез широко распространен на Земле и, возможно, имел решающее значение для зарождения жизни на нашей планете.

Новая работа обнаруживает доказательства дополнительных химических источников энергии, гораздо более мощных и разнообразных, чем производство метана: авторы нашли ряд органических соединений, которые были окислены, что указывает ученым на то, что существует много химических путей, которые потенциально могут поддерживать жизнь в подземном океане Энцелада. Это потому, что окисление способствует высвобождению химической энергии.

"Если метаногенез похож на маленькую часовую батарейку с точки зрения энергии, то наши результаты свидетельствуют о том, что океан Энцелада может предложить нечто более похожее на автомобильный аккумулятор, способный обеспечить большое количество энергии для любой жизни, которая может там существовать", - сказал Кевин Хэнд из JPL, соавтор исследования.

Математика -- это путь

В отличие от предыдущих исследований, использовавших лабораторные эксперименты и геохимическое моделирование для воссоздания условий, которые "Кассини" обнаружил на Энцеладе, авторы новой работы полагались на детальный статистический анализ. Они изучили данные, собранные ионным и нейтральным масс-спектрометром "Кассини", который исследовал газ, ионы и ледяные зерна вокруг Сатурна.

Количественно оценив объем информации, содержащейся в данных, авторы смогли выявить тонкие различия в том, насколько хорошо различные химические соединения объясняют сигнал "Кассини".

"Существует много потенциальных кусочков головоломки, которые можно собрать вместе, пытаясь сопоставить наблюдаемые данные", - говорит Питер. "Мы использовали математическое и статистическое моделирование, чтобы выяснить, какая комбинация кусочков головоломки лучше всего соответствует составу шлейфа и максимально использует данные, не слишком интерпретируя ограниченный набор данных".

Ученые все еще далеки от ответа на вопрос, могла ли жизнь зародиться на Энцеладе. Но, как отметил Питер, новая работа очерчивает химические пути для жизни, которые можно проверить в лаборатории.

Между тем, "Кассини" -- это миссия, которая продолжает давать результаты -- еще долго после того, как она обнаружила, что Энцелад является активным спутником. В 2017 году миссия завершилась намеренным погружением космического аппарата в атмосферу Сатурна. "Наше исследование демонстрирует, что хотя миссия Кассини завершилась, её наблюдения продолжают давать нам новые знания о Сатурне и его спутниках -- в том числе о загадочном Энцеладе", - отметил Том Нордхайм, планетолог JPL, который является соавтором исследования и был членом команды Кассини.

Миссия "Кассини-Гюйгенс" была совместным проектом NASA, ЕКА (Европейского космического агентства) и Итальянского космического агентства. JPL, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, штат Калифорния, руководила миссией для Управления космических миссий NASA в Вашингтоне. JPL спроектировала, разработала и собрала орбитальный аппарат "Кассини".