На нашей планете каждая форма жизни состоит из шести основных элементов: углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы. Без этих ключевых элементов жизнь на Земле не возникла бы. Должны присутствовать и другие параметры, включая жидкую воду. В течение последних 25 лет астрофизики уделяли особое внимание ледяным планетам, некоторые из которых имеют под своей поверхностью океанические слои. Этот параметр встречается даже в нашей Солнечной системе: Европа, Титан, Энцелад и несколько планетарных тел, расположенных за орбитой Плутона.
Земля сохраняет свои жидкие океаны благодаря идеальному расстоянию от Солнца. Но в случае с такими планетарными телами, как Энцелад, Солнце, к сожалению, находится слишком далеко, чтобы нагреть поверхность для сохранения жидкого океана. Однако под толстой ледяной поверхностью океаны Энцелада поддерживаются в жидком состоянии его теплым и активным ядром. Эта особенность, которая не была бы столь редкой в космосе, значительно увеличивает количество потенциально пригодных для жизни планет в нашей галактике.
Поскольку наличие жидкой воды не является такой редкостью, как считалось ранее, «поиск внеземной обитаемости в Солнечной системе сместил фокус, поскольку теперь мы ищем строительные блоки жизни, включая органические молекулы, аммиак, соединения серы и химическую энергию, необходимую для поддержания жизни«, — говорит Кристофер Глейн, соавтор нового исследования, опубликованного в , и докторант Юго-западного исследовательского института.
Фосфор, в частности, является очень активной областью исследований, поскольку ранее ученые считали, что он редко встречается в океанах Энцелада. Молекулы фосфора являются важнейшими метаболическими и структурными компонентами для всего живого, присутствуя в синтезе ДНК, в структуре клеточных мембран и даже в морском микробиоме.
В 2015 году, когда космический аппарат «Кассини» прошел на расстоянии около 49 км от поверхности Энцелада, его масс-спектрометр смог проанализировать образцы пыли, извергаемой из гейзеров на его поверхности и поступающей в кольцо Сатурна, его материнской планеты. Затем спектрометр обнаруживает различные соединения, такие как органический и неорганический углерод, молекулярный водород, различные азотистые и кислородные соединения и ароматические вещества, аммиак и т.д.
Однако фосфор пока не удалось обнаружить, так как первоначальные анализы можно было провести только в средних спектрах. Затем в новом исследовании был проведен повторный анализ образцов, собранных зондом, и результаты сравнили с результатами (с высоким разрешением), полученными ранее другими исследователями. «Хотя биоэлемент фосфор еще не идентифицирован напрямую, наша команда нашла доказательства его наличия в океане под ледяной корой спутника«, — объясняет Гляйн.
Более высокая концентрация фосфора, чем на Земле
Косвенное обнаружение фосфора в образцах пыли Энцелада было проведено исследователями из Китайской академии наук, Отдела космической науки и техники Юго-Западного исследовательского института, CSIRO (Австралия), Берлинского университета и Университета Вашингтона. В частности, команда провела эксперименты с использованием термодинамических и кинетических моделей для моделирования геохимии океанов спутника. Целью моделирования было определить, позволяют ли условия на спутнике присутствовать фосфору, и оценить, может ли он присутствовать в больших количествах, в форме ортофосфата.
Исследователи обнаружили, что геохимия, лежащая в основе Энцелада, делает присутствие фосфора неизбежным, причем в количествах, аналогичных или превышающих те, что имеются в наших океанах. Более того, из 1000 частиц пыли из образцов Кассини, 9 содержали следы фосфора. Это может свидетельствовать о том, что концентрация этого элемента в океанах Энцелада в 100-1000 раз выше, чем в океанах Земли.
Однако фосфор еще не был обнаружен в молекулах, содержащих органический углерод. Но исследователи надеются, что дальнейшие исследования позволят выявить это. «Для астробиологии это означает, что мы можем быть более уверены, чем раньше, что океан Энцелада пригоден для жизни«, — заключает Гляйн.