На Энцеладе обнаружены сложные органические молекулы

Процесс попадания легких, растворимых и реакционноспособных органических молекул на ледяные зерна, выбрасываемые струями воды из спутника Сатурна Энцелада, где они были обнаружены космическим аппаратом «Кассини». Автор: NASA/JPL-Caltech

Ученые, анализируя данные, собранные космическим аппаратом «Кассини», обнаружили новые сложные органические молекулы, извергающиеся из спутника Сатурна Энцелада. Это явный признак того, что в его подледном океане происходят сложные химические реакции. Некоторые из этих реакций могут быть частью цепочек, ведущих к еще более сложным, потенциально биологически значимым молекулам.

Опубликованное в Nature Astronomy, это открытие еще больше укрепляет аргументы в пользу специальной миссии Европейского космического агентства (ЕКА) по выходу на орбиту и посадке на Энцелад.

В 2005 году «Кассини» нашел первые доказательства того, что под ледяной поверхностью Энцелада скрыт океан. Струи воды прорываются из трещин вблизи южного полюса спутника, выбрасывая ледяные зерна в космос. Меньшие, чем песчинки, частицы льда частично падают обратно на поверхность луны, а другие улетают и образуют кольцо вокруг Сатурна.

Ведущий автор Нозер Хаваджа объясняет: «Мы уже находили множество органических молекул в этих ледяных зернах, включая предшественников аминокислот». Ученые хотели исследовать свежие зерна, выброшенные совсем недавно, чтобы лучше понять, что именно происходит в океане Энцелада.

В 2008 году «Кассини» пролетел прямо через ледяные струи. Нетронутые зерна, выброшенные всего за несколько минут до столкновения с прибором прибором Cosmic Dust Analyzer (CDA) на скорости около 18 км/с, оказались не только самыми свежими, но и самыми быстрыми из когда-либо обнаруженных аппаратом.

Снимок «Кассини», сделанный 30 ноября 2010 года, на котором видны струи воды из подледного океана Энцелада, прорывающиеся через трещины во льду. Автор: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Скорость имела значение. Нозер поясняет: «Когда ледяные зерна попадают в CDA на высокой скорости, молекулы воды не слипаются в кластеры, и у нас появляется шанс увидеть ранее скрытые сигналы» от органических молекул.

Команда Нозера обнаружила, что определенные органические молекулы, уже найденные в кольце E, присутствуют и в свежих ледяных зернах. Это подтверждает, что они создаются в океане Энцелада. Также были обнаружены совершенно новые молекулы, включая алифатические, (гетеро)циклические сложные эфиры/алкены, простые эфиры и, предположительно, соединения, содержащие азот и кислород.

«Существует множество возможных путей от органических молекул, которые мы нашли в данных «Кассини», к потенциально биологически значимым соединениям, что повышает вероятность обитаемости этой луны», — говорит Нозер.

Представление о гидротермальной активности на Энцеладе на основе данных миссии NASA/ESA «Кассини-Гюйгенс». Автор: ESA

Соавтор Франк Постберг добавляет: «Эти молекулы, найденные в свежевыброшенном материале, доказывают, что сложные органические молекулы, обнаруженные «Кассини» в кольце E Сатурна, не являются просто продуктом длительного воздействия космоса, а легкодоступны в океане Энцелада».

Открытия «Кассини» ценны для планирования будущей миссии ЕКА, посвященной Энцеладу. Уже начаты исследования этой амбициозной миссии, которая предусматривает пролет через струи и даже посадку на южный полярный регион спутника для сбора образцов.

Визуализация тепловых струй, извергающихся через ледяную поверхность в южной полярной области спутника Сатурна Энцелада. Автор: ESA/Science Office

Энцелад соответствует всем критериям обитаемой среды, которая может поддерживать жизнь: наличие жидкой воды, источник энергии, определенный набор химических элементов и сложные органические молекулы.

«Даже не найдя жизнь на Энцеладе, мы совершим огромное открытие, потому что это поднимет серьезные вопросы о том, почему жизнь отсутствует в такой среде, когда для нее есть подходящие условия», — заключает Нозер Хаваджа.