Мы можем найти жизнь на Энцеладе, даже не приземляясь
Энцелад, спутник Сатурна, — одно из главных внеземных мест Солнечной системы, где процветает жизнь. Он таит в себе глобальный соленый океан, в котором внутреннее отопление теоретически поддерживает температуру, приемлемую для инопланетной морской экосистемы.
Однако обнаружить эту жизнь не так просто. Луна окружена ледяной оболочкой, толщина которой в самом тонком месте оценивается в 5 километров (3,1 мили), а глубина океана под ней составляет 10 километров. Здесь, на Земле, это создало бы достаточно серьезную проблему, не говоря уже о луне, находящейся в половине Солнечной системы от нас.
Но нам, возможно, не придется прилагать все усилия для сверления оболочки Энцелада. Новое исследование показало, что мы должны быть в состоянии обнаружить жизнь на ледяной луне в шлейфах соленой воды, которые вырываются с ее поверхности, даже если там не так много жизни.
«Очевидно, что отправить робота, проползающего через трещины во льду и глубоко погружающегося на морское дно, будет непросто», — говорит биолог-эволюционист Режи Феррьер из Университет Аризоны.
«Моделируя данные, которые более подготовленный и продвинутый орбитальный космический корабль собирал бы только из шлейфов, наша команда теперь показала, что этого подхода будет достаточно, чтобы с уверенностью определить, является ли в океане Энцелада есть жизнь, хотя на самом деле нет необходимости исследовать глубины луны. Это захватывающая перспектива.»
Энцелад очень отличается от Земли; вряд ли он кишит коровами и бабочками. Но глубоко под земным океаном, вдали от живительного солнечного света, возникла экосистема другого типа. Жизнь, сгруппированная вокруг жерл на дне океана, извергающих тепло и химические вещества, зависит не от фотосинтеза, а от использования энергии химических реакций.
То, что мы знаем об Энцеладе, предполагает, что подобные экосистемы могут скрываться на его морском дне. . Он совершает оборот вокруг Сатурна каждые 32,9 часа, путешествуя по эллиптической траектории, которая изгибает внутреннюю часть Луны, выделяя достаточно тепла, чтобы вода, находящаяся ближе всего к ядру, оставалась жидкой.
Это не просто теория: на южном полюсе, где ледяная оболочка самая тонкая, были замечены гигантские столбы воды высотой в сотни километров, извергающиеся из-подо льда, извергающие воду, которая, по мнению ученых, способствует образованию льда на поверхности Сатурна. кольца.
Когда зонд Сатурна «Кассини» пролетел через эти шлейфы более десяти лет назад, он обнаружил несколько любопытных молекул, в том числе высокую концентрацию соединения, связанного с гидротермальными жерлами Земли: метана и меньшего количества диводорода и углекислого газа. Они могут быть связаны с производящими метан археями здесь, на Земле.
«На нашей планете гидротермальные жерла изобилуют жизнью, большой и маленькой, несмотря на темноту и безумное давление», — сказал Ферьер. «Простейшими живыми существами являются микробы, называемые метаногенами, которые питаются энергией даже в отсутствие солнечного света».
Метаногены метаболизируют диводород и углекислый газ, выделяя в качестве побочного продукта метан. Ферьер и его коллеги смоделировали метаногенную биомассу, которую мы могли бы ожидать обнаружить на Энцеладе, если бы биомасса существовала вокруг гидротермальных источников, подобных тем, что есть на Земле.
Затем они смоделировали вероятность того, что клетки и другие биологические молекулы будут выброшены через жерла и сколько этих материалов мы, вероятно, найдем.
«Мы были удивлены, обнаружив, что гипотетическое количество клеток будет равняться биомассе только одного кита в глобальном океане Энцелада, — говорит биолог-эволюционист Антонин Аффхолдер, который сейчас работает в Аризонском университете, но во время исследования работал в Парижском университете науки и литературы во Франции.
«Биосфера Энцелада может быть очень разреженной. И все же наши модели показывают, что было бы достаточно продуктивно питать шлейфы органическими молекулами или клетками в количестве, достаточном для обнаружения приборами на борту космического корабля будущего».
Оснащенный ожидаемым содержанием этих соединений, орбитальный космический корабль ми может быть в состоянии обнаружить их — если бы он мог совершить несколько пролетов шлейфа, чтобы собрать достаточное количество материала.
Даже в этом случае может не хватить биологического материала, и вероятность того, что клетка сможет выжить в путешествии сквозь лед и быть выброшенным в космос, вероятно, довольно мало.
В отсутствие такого дымящегося пистолета команда предполагает, что аминокислоты, такие как глицин, будут служить альтернативой, косвенной сигнатурой, если количество превысит определенный порог. .
«Учитывая, что, согласно расчетам, любая жизнь на Энцеладе будет чрезвычайно редкой, все же есть хороший шанс, что мы никогда не найдем достаточно органических молекул в шлейфах, чтобы однозначно заключить, что это там», — говорит Ферьер.
«Поэтому вместо того, чтобы сосредоточиться на вопросе о том, сколько достаточно, чтобы доказать существование жизни, мы спросили: «Каково максимальное количество органического материала, которое может присутствовать в отсутствие жизни?»
Эти цифры, по словам исследователей, могут помочь разработать будущие миссии в ближайшие годы. Тем временем мы просто будем здесь, на Земле, и задаемся вопросом, на что может быть похожа экосистема глубоко под океаном на спутнике, вращающемся вокруг Сатурна.
Исследование команды опубликовано в The Planetary Science Journal.
