Органические молекулы в гейзерах Энцелада могут быть результатом радиации, а не признаком жизни

Художественное представление гейзеров, извергающихся на поверхности Энцелада. На небе виден его спутник-собрат Титан, а вдали — Солнце. Автор: ESA/Science Office

Органические молекулы, обнаруженные в водяных гейзерах, которые извергаются из трещин на поверхности Энцелада, могли образоваться под воздействием радиации на этом ледяном спутнике Сатурна, а не происходить из глубин его подповерхностного океана. Эти выводы, представленные на совместной встрече EPSC-DPS2025 в Хельсинки на этой неделе, имеют последствия для оценки обитаемости океана Энцелада.

«Хотя идентификация сложных органических молекул в среде Энцелада остаётся важной подсказкой для оценки обитаемости спутника, результаты показывают, что химические процессы, вызванные радиацией на поверхности и в гейзерах, также могут создавать эти молекулы», — заявила доктор Грейс Ричардс из Национального института астрофизики и планетологии (INAF) в Риме, которая представляет результаты на встрече.

Гейзеры были обнаружены в 2005 году космическим аппаратом NASA «Кассини». Они исходят из длинных разломов, называемых «тигровыми полосами», которые расположены в южной полярной области Энцелада. Вода поступает из подповерхностного океана, а энергия для нагрева океана и создания гейзеров является результатом гравитационных приливных сил массивного Сатурна, которые деформируют недра Энцелада.

«Кассини» пролетел сквозь гейзеры, «попробовав» некоторые из содержащихся в них молекул и обнаружив, что они богаты солями, а также содержат различные органические соединения. Поскольку органические соединения, растворённые в подповерхностном океане воды, могут превращаться в пребиотические молекулы, которые являются предшественниками жизни, эти находки вызвали большой интерес у астробиологов.

Однако результаты экспериментов Ричардс и её коллег показывают, что воздействие радиации, захваченной мощной магнитосферой Сатурна, может вызывать образование этих органических соединений на ледяной поверхности Энцелада. Это ставит под сомнение их астробиологическую значимость.

Ричардс при финансировании Europlanet посетила объекты Института ядерных исследований HUN-REN в Венгрии, где она и коллеги смоделировали состав льда на поверхности и в стенках «тигровых полос» Энцелада. Этот лёд содержал воду, углекислый газ, метан и аммиак и был охлаждён до -200 градусов Цельсия. Команда Ричардс затем облучила лёд ионами — атомами и молекулами, лишёнными электрона, — чтобы воспроизвести радиационную среду вокруг Энцелада. Ионы вступили в реакцию с ледяными компонентами, создав целый спектр молекулярных видов, включая угарный газ, цианат и аммоний. Они также произвели молекулярные предшественники аминокислот, цепочки которых образуют белки, управляющие метаболическими реакциями, восстановлением клеток и транспортом питательных веществ в живых организмах.

Некоторые из этих соединений ранее были обнаружены на поверхности Энцелада, но другие также были идентифицированы в гейзерах.

«Молекулы, считающиеся пребиотическими, могли правдоподобно образоваться на месте в результате радиационной обработки, а не обязательно происходить из подповерхностного океана», — сказала Ричардс. «Хотя это не исключает возможности того, что океан Энцелада может быть обитаем, это означает, что нам нужно быть осторожными в этом предположении только из-за состава гейзеров».

Понимание того, как отличать органические вещества океанического происхождения от молекул, образовавшихся в результате взаимодействия радиации с поверхностью и «тигровыми полосами», будет чрезвычайно сложной задачей. Потребуются дополнительные данные от будущих миссий, таких как предлагаемая миссия на Энцелад, которая в настоящее время рассматривается в рамках рекомендаций «Voyage 2050» для научной программы Европейского космического агентства (ESA) до середины века.

ИИ: Это исследование напоминает, насколько сложен поиск внеземной жизни. Даже такие многообещающие признаки, как органические молекулы, могут оказаться «ложными следами», созданными абиотическими процессами. Тем не менее, это не уменьшает ценность дальнейшего изучения Энцелада — просто означает, что учёным потребуются более совершенные методы анализа.