В подледных океанах Европы или Энцелада в Солнечной системе за пределами Земли, возможно, существует жизнь. Гипотетические организмы там могли бы обитать благоприятных условиях: доступ к необходимым химическим элементам и защита от радиации толстым слоем льда. Однако этот лед затрудняет их поиск. Новая статья утверждает, что химические компоненты клеток — аминокислоты — могут сохраняться на его поверхности миллионами лет.
В течение веков люди стремятся обнаружить жизнь за пределами нашей планеты, возможно даже цивилизации. Несмотря на то, что все предыдущие попытки не увенчались успехом, ученые не останавливаются. Все еще существует шанс найти живые организмы вне Земли, но в пределах Солнечной системы.
Наиболее перспективные объекты для поиска жизни – ледяные спутники газовых гигантов, например Европа (спутник Юпитера) и луна, обращающаяся около Сатурна. ЭнцеладУ этих лун нет значимой атмосферы, а условия очень суровые, но под поверхностью скрываются огромные океаны жидкой воды. Несмотря на холод вдали от Солнца, недра Европы и Энцелада согреты за счёт приливных сил, возникающих из-за притяжения Юпитера и Сатурна.
На обоих холодных спутниках есть криовулканизм — извержения вулканов при низкой температуре. Луны также могут содержать углерод, доставленный кометами, и другие необходимые элементы. зарожденияНа Энцеладе нашлись следы жизненных элементов. фосфорДва космических океана всё ещё привлекают внимание астробиологов, разыскивающих признаки внеземной жизни. Интересует их поиск биомаркеров, или биосигнатур — химических веществ или других признаков, указывающих на существование живых организмов.
Если жизнь существует на Европе или Энцеладе, прорваться к ней сквозь толщу льда будет сложной задачей. Возможно обнаружение биомаркеров в толще льда, связанного с океаном, или в выбросах криовулканов. К примеру, грандиозный «фонтан» у южного полюса Энцелада может содержать лед и различные… примесиВ космос проникнуть сложно. Оба метода вызывают трудности: бурение льда и захват образца космическим аппаратом.
Авторы новой статьи в журнале Astrobiology Экспериментально решили определить, насколько велики шансы выживания биомаркеров на поверхности спутников. Для этого в лаборатории воссоздали условия, характерные для Европы и Энцелада, применяя жидкий азот и гамма-излучение.
Авторы предположили, что гамма-лучи разрушают органикуПодобно корпускулярной радиации, но в космосе преобладает именно она. Так, поверхность Европы подвергается обстрелу электронами с высокой энергией, а также протонами из радиационных поясов Юпитера. В то же время гигант лучше защищает свой спутник от радиации галактических источников. Тем временем для Энцелада важнее радиация, поступающая извне Солнечной системы: прежде всего протоны и альфа-частицы, то есть ядра гелия.
Объектом исследования стали отдельные аминокислотыСмешали чистые препараты глицина и изовалина (который земные клетки не используют) со льдом, которого хватает на Европе и Энцеладе. Другие препараты поместили в среду кварцевого стекла. Использовались также остатки погибших бактерий — кишечной палочки. Escherichia coli и сильно отличающейся от нее Acetobacterium woodiiВсе образцы помещали в стеклянные пробирки, исключив доступ воздуха, и опускали в специальный сосуд с жидким азотом. Температура его приблизительно -196 градусов Цельсия, как на поверхности ледяных спутников.
Замороженные пробирки подвергали облучению. Поглощенные образцами дозы радиации были значительными: один, два, три или четыре мегагрей. В сравнении, 10-15 грей достаточно для гибели человека. От такого воздействия стекло некоторых пробирок треснуло или взорвалось.
Исследование оставшихся пробирок выявило: после дозы в один мегагрей чистые аминокислоты не разрушились. Глицина осталось прежним объёмом даже после четырех мегагрей, но изовалина уменьшилось примерно на 40 процентов. При этом препараты чистых… аминокислотВ кварцевом стекле происходило разрушение быстрее, чем у образцов, находящихся под водяным льдом.
В препаратах погибших кишечных палочек количество аминокислот уменьшалось при увеличении дозы радиации. A. woodii Зависимость концентрации описывает ступенчатая кривая. После быстрого разрушения на дозе один мегагрей дальнейшего распада не наблюдалось даже при максимальном уровне радиации. 85 процентов молекул аминокислот сохранились после облучения дозой три мегагрей, за исключением более чувствительных аргинина и гистидина.
Исследователи предположили, что биомаркеры, такие как аминокислоты, могут сохраняться в льду на поверхности Европы миллионы лет. В данном случае речь идет о малозатронутых метеоритами участках полушария спутника, постоянно обращенного к Юпитеру, на глубине около 20 сантиметров. ЭнцеладеАминокислоты можно размещать на лунной поверхности и в любых её точках.