На основе данных, ранее полученных космическим зондом «Кассини», была разработана модель геохимического состава Энцелада. Согласно этой модели, подледный океан спутника Сатурна потенциально может содержать значительное количество фосфора – химического элемента, имеющего важное значение для абиогенеза, процесса возникновения жизни.
Вопрос о возникновении жизни на молодой Земле и гипотезы о существовании жизни за пределами нашей планеты продолжают вызывать значительный интерес как у ученых, так и у широкой публики. Следует подчеркнуть, что эти две темы взаимосвязаны, поскольку абиогенез (возникновение первой живой клетки из неживого вещества, вероятно, определяется универсальными принципами и способно происходить на различных планетах, развиваясь по схожей схеме.
При поиске внеземной жизни значительные надежды связаны не только экзопланеты (обращающиеся вокруг других звезд), а также некоторые объекты Солнечной системы. Специалисты допускают, что в той или иной форме потенциально пригодными для жизни (или бывшими) могут являться Марс и атмосфера Венеры и некоторые крупные спутники газовых гигантов — вроде Титана с его плотной атмосферой и лун-ледяных шаров, содержащих жидкую воду.
Европа, обращающаяся вокруг Юпитера, и Энцелад, спутник Сатурна, являются яркими примерами. Второй газовый гигант выделяется не только своей впечатляющей системой колец, но и обилием 82 спутников, среди которых есть довольно крупные.
Диаметр Энцелада составляет приблизительно 500 километров, что определяет его как шестую по величине луну Сатурна. Спутник обладает способностью хорошо отражать солнечную радиацию, благодаря чему выглядит светлым. Эта особенность обусловлена наличием толстого слоя водяного льда, покрывающего его поверхность, под которой расположен обширный океан жидкой воды. На дне Энцелада находятся вулканы, а в некоторых местах через ледяной покров вырываются гейзеры – выбросы воды под высоким давлением: подсчитано, что их скорость достигает почти 1300 километров в час.
Обсуждение гипотетической возможности существования жизни в океане Энцелада не прекращается уже давно, и теперь авторы новой статьи в Proceedings of the National Academy of Sciences придали ей еще большую убедительность.
Исследование проводилось на основе данных, собранных космическим аппаратом «Кассини», запущенным NASA в 1997 году. Миссия, целью которой являлось изучение Сатурна и его спутников, завершилась в 2017 году контролируемым погружением зонда в атмосферу газового гиганта.
До того, как это произошло, устройство смогло получить обширный объем информации о Сатурне, его кольцах и необычных спутниках, в том числе об Энцеладе. Поступившие сведения показали, что это небесное тело содержит все основные ингредиенты, входящие в «рецепт» живой клетки: углерод, азот (в том числе в форме иона аммония), кислород и, разумеется, жидкую воду.
Новое исследование посвящено изучению фосфора, еще одного важного «биологического» химического элемента. Он является компонентом нуклеиновых кислот ( ДНК и РНК) и необходим для синтеза «молекул-батареек» АТФ, обеспечивающих энергию для метаболизма всякой живой клетки.
Используя данные, полученные с аппарата «Кассини», ученые разработали термодинамические и кинетические модели, позволившие им определить вероятный геохимический состав Энцелада, включая концентрацию фосфора в его океане.
Их исследования показали, что обширные просторы космоса содержат значительные запасы данного элемента — его количество не уступает тому, что присутствует на Земле океанах, в зависимости от концентрации, его содержание может быть и больше. Имеется в виду, что фосфор находится в водном растворе и преимущественно представлен ортофосфатом — соединением, образованным из фосфорной кислоты.
В районах океана, где pH понижен, а концентрация растворенных углекислоты должно содержаться и больше фосфора. Именно присутствие этого кислотообразующего оксида углерода делает вероятным обилие фосфора в океане Энцелада. Помимо этого, концентрация фосфора зависит от содержания в воде кремния и ионов аммония.
На Земле фосфор не существует в чистом виде, его соединения формируются в процессе выветривания горных пород. Авторы полагают, что в случае Энцелада эти соединения попадают в воды его океана, расположенного под ледяной корой, в результате разрушения горных пород (предположительно, хондрита) на дне.
Использование данных, полученных с зонда «Кассини», подтвердило наличие плотного каменного ядра, скрытого под слоями льда и воды».
«Мы не располагаем точными данными о составе каменного ядра Энцелада, однако, опираясь на информацию об иных телах Солнечной системы, можно выдвинуть обоснованные гипотезы относительно его структуры», — прокомментировал результат коллег Джефф Коллинз (Geoff Collins), ученый-планетолог из Колледжа Уитон (США).
Следует также подчеркнуть, что новое исследование не содержит прямых свидетельств обнаружения данного химического элемента на Энцеладе.