На Енцеладі знайдено джерело енергії та молекулу, які необхідні для виникнення життя

На основі аналізу даних, зібраних космічним апаратом "Кассіні" щодо крижаного супутника Сатурна, знайдено докази наявності на Енцеладі ключового інгредієнта для життя та надпотужного джерела енергії для його підтримання.

Про це розповідають в Національному управлінні з аеронавтики і дослідження космічного простору (NASA), передають OstanniPodii.com.

Вченим вже відомо, що гігантський шлейф крижаних зерен і водяної пари, що вивергається зі супутника Сатурна Енцелада, багатий на органічні сполуки, деякі з яких є важливими для життя, яким ми його знаємо. Тепер науковці, аналізуючи дані місії "Кассіні", зробили ще один крок у дослідженні доказів придатності Енцелада для життя: вони знайшли переконливе підтвердження існування ціанистого водню -- молекули, яка є ключовою для зародження життя.

Дослідники також виявили докази того, що океан, який прихований під крижаною зовнішньою оболонкою супутника й живить шлейф, містить потужне джерело хімічної енергії. Невідоме досі джерело енергії у формі кількох органічних сполук, деякі з яких на Землі слугують паливом для організмів.

Результати дослідження, опубліковані днями в журналі Nature Astronomy, вказують на те, що всередині цього крихітного супутника може бути набагато більше хімічної енергії, ніж вважалося раніше. Чим більше енергії доступно, тим більша ймовірність того, що життя може розмножуватися та підтримуватися.

"Наша робота надає додаткові докази того, що на Енцеладі містяться деякі з найважливіших молекул як для створення будівельних блоків життя, так і для його підтримки за допомогою метаболічних реакцій", - говорить провідний автор Джона Пітер, докторант Гарвардського університету, який провів більшу частину дослідження під час роботи в Лабораторії реактивного руху (JPL) NASA в Південній Каліфорнії.

"Мало того, що Енцелад, схоже, відповідає основним вимогам придатності для життя, ми тепер маємо уявлення про те, як там можуть формуватися складні біомолекули та які хімічні шляхи можуть бути до цього залучені", - вказав він.

Космічний апарат "Кассіні" зробив цей знімок освітленого Енцелада, який видно в центрі, коли апарат обертався навколо Сатурна. Також на зображенні 2007 року видно два інші супутники: Пандора, яскрава цятка, що висить біля кілець, і Мімас, внизу праворуч. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Універсальний та енергійний

"Відкриття ціанистого водню було особливо бентежним, адже він є відправною точкою для більшості теорій походження життя", - каже Пітер.

Життя, яким ми його знаємо, потребує будівельних блоків, таких як амінокислоти, а ціанистий водень є однією з найважливіших і найуніверсальніших молекул, необхідних для утворення амінокислот. Оскільки його молекули можуть бути з′єднані між собою багатьма різними способами, автори дослідження називають ціанистий водень швейцарським армійським ножем попередників амінокислот.

"Чим більше ми намагалися знайти прогалини у наших результатах, тестуючи альтернативні моделі, тим сильнішими ставали докази. Зрештою, стало зрозуміло, що не існує способу підібрати склад шлейфу без включення ціанистого водню", - додав Пітер.

У 2017 році вчені знайшли на Енцеладі докази того, що в його океані є хімічні речовини, які можуть допомогти підтримувати життя, якщо воно там є. Поєднання вуглекислого газу, метану й водню в шлейфі вказувало на метаногенез -- метаболічний процес, в результаті якого утворюється метан. Метаногенез широко розповсюджений на Землі та, можливо, мав вирішальне значення для зародження життя на нашій планеті.

Нова робота виявляє докази додаткових хімічних джерел енергії, набагато потужніших і різноманітніших, ніж виробництво метану: автори знайшли низку органічних сполук, які були окислені, що вказує вченим на те, що існує багато хімічних шляхів, які потенційно можуть підтримувати життя в підземному океані Енцелада. Це тому, що окислення сприяє вивільненню хімічної енергії.

"Якщо метаногенез схожий на маленьку годинникову батарейку з точки зору енергії, то наші результати свідчать про те, що океан Енцелада може запропонувати щось більш схоже на автомобільний акумулятор, здатний забезпечити велику кількість енергії для будь-якого життя, яке може там існувати", - сказав Кевін Хенд з JPL, співавтор дослідження.

Математика -- це шлях

На відміну від попередніх досліджень, які використовували лабораторні експерименти та геохімічне моделювання для відтворення умов, які "Кассіні" виявив на Енцеладі, автори нової роботи покладалися на детальний статистичний аналіз. Вони вивчили дані, зібрані іонним і нейтральним мас-спектрометром "Кассіні", який досліджував газ, іони та крижані зерна навколо Сатурна.

Кількісно оцінивши обсяг інформації, що міститься в даних, автори змогли виявити тонкі відмінності в тому, наскільки добре різні хімічні сполуки пояснюють сигнал "Кассіні".

"Існує багато потенційних шматочків головоломки, які можна зібрати разом, намагаючись зіставити спостережувані дані", - каже Пітер. "Ми використали математичне та статистичне моделювання, щоб з′ясувати, яка комбінація шматочків головоломки найкраще відповідає складу шлейфу та максимально використовує дані, не занадто інтерпретуючи обмежений набір даних".

Вчені все ще далекі від відповіді на питання, чи могло життя зародитися на Енцеладі. Але, як зазначив Пітер, нова робота окреслює хімічні шляхи для життя, які можна перевірити в лабораторії.

Тим часом, "Кассіні" -- це місія, яка продовжує давати результати -- ще довго після того, як вона виявила, що Енцелад є активним супутником. У 2017 році місія завершилася навмисним зануренням космічного апарату в атмосферу Сатурна. "Наше дослідження демонструє, що хоча місія Кассіні завершилася, її спостереження продовжують давати нам нові знання про Сатурн та його супутники -- в тому числі про загадковий Енцелад", - зазначив Том Нордхайм, планетолог JPL, який є співавтором дослідження й був членом команди Кассіні.

Місія "Кассіні-Гюйгенс" була спільним проєктом NASA, ЄКА (Європейського космічного агентства) та Італійського космічного агентства. JPL, підрозділ Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені, штат Каліфорнія, керувала місією для Управління космічних місій NASA у Вашингтоні. JPL спроєктувала, розробила та зібрала орбітальний апарат "Кассіні".