Кассини Орбитальный аппарат раскрыл много интересных вещей о системе Сатурн до того, как ее миссия закончилась в сентябре 2017 года. Помимо того, что он многое рассказал о кольцах Сатурна, поверхности и атмосфере Титана (самой большой луны Сатурна), он также был ответственен за обнаружение водяных шлейфов из южного полярного региона Энцелад. Обнаружение этих шлейфов вызвало широкую дискуссию о возможном существовании жизни внутри луны.
Это было частично основано на доказательствах того, что шлейфы простирались вплоть до границы ядра / мантии Луны и содержали элементы, необходимые для жизни. Благодаря новому исследованию, проведенному учеными из Университета Гейдельберга, Германия, теперь было подтверждено, что перья содержат сложные органические молекулы. Это первый случай, когда сложные органические вещества были обнаружены на теле, отличном от Земли, и это подтверждает случай, когда Луна поддерживает жизнь.
Недавно в журнале появилось исследование под названием «Макромолекулярные органические соединения из глубин Энцелада». Природа. Это исследование было проведено Фрэнком Постбергом и Нозайром Хаваджа из Института наук о Земле при Гейдельбергском университете и включало членов Института модификации поверхности им. Лейбница (IOM), Юго-западного исследовательского института (SwRI), Лаборатории реактивного движения НАСА и несколько университетов.
Существование жидкого водного океана во внутреннем пространстве Энцелада было предметом научных дискуссий с 2005 года, когда Кассини впервые обнаружил перья, содержащие водяной пар, извергающийся с южной полярной поверхности луны через трещины на поверхности (по прозвищу «тигровые полосы»). Согласно измерениям, сделанным Кассини-Гюйгенс Например, эти выбросы состоят в основном из водяного пара и содержат молекулярный азот, углекислый газ, метан и другие углеводороды.
Комбинированный анализ изображений, масс-спектрометрии и данных магнитосферы также показал, что наблюдаемые южные полярные плюмы исходят из подземных камер под давлением. Это было подтверждено Кассини миссия в 2014 году, когда зонд проводил гравитационные измерения, которые указывали на существование южно-полярного подповерхностного океана жидкой воды толщиной около 10 км.
Незадолго до того, как зонд погрузился в атмосферу Сатурна, зонд также получил данные, свидетельствующие о том, что внутренний океан существовал в течение некоторого времени. Благодаря предыдущим показаниям, которые указывали на присутствие гидротермальной активности во внутренней части и моделированию, которое моделировало внутреннюю часть, ученые пришли к выводу, что, если бы ядро было достаточно пористым, эта активность могла бы обеспечить достаточно тепла для поддержания внутреннего океана в течение миллиардов лет.
Тем не менее, все предыдущие исследования Кассини Данные были в состоянии идентифицировать только простые органические соединения в материале шлейфа, с молекулярными массами в основном ниже 50 единиц атомной массы. Ради их исследования команда наблюдала свидетельства сложного макромолекулярного органического материала в ледяных зернах шлейфов, масса которых превышала 200 единиц атомной массы.
Это является первым в мире обнаружением сложных органических веществ на внеземном теле. Как доктор Хаваджа объяснил в недавнем пресс-релизе ЕКА:
«Мы обнаружили большие молекулярные фрагменты, которые показывают структуры, типичные для очень сложных органических молекул. Эти огромные молекулы содержат сложную сеть, часто построенную из сотен атомов углерода, водорода, кислорода и, вероятно, азота, которые образуют кольцевые и цепочечные структуры ».
Молекулы, которые были обнаружены, были результатом выброшенных зерен льда, попавших в прибор для анализа пыли на борту Cassini со скоростью около 30000 км / час. Тем не менее, команда считает, что это были просто фрагменты более крупных молекул, содержащихся под ледяной поверхностью Энцелада. Как они заявляют в своем исследовании, данные свидетельствуют о том, что на поверхности океана находится тонкая, богатая органикой пленка.
Эти большие молекулы будут результатом сложных химических процессов, которые могут быть связаны с жизнью. С другой стороны, они могут быть получены из первичного материала, подобного тому, что было найдено в некоторых метеоритах или (как подозревает команда), которое генерируется гидротермальной активностью. Постберг объяснил:
«По моему мнению, найденные нами фрагменты имеют гидротермальное происхождение и были обработаны внутри гидротермально-активного ядра Энцелада: при высоких давлениях и высоких температурах, которые мы ожидаем там, возможно, что могут возникнуть сложные органические молекулы».
Как уже отмечалось, недавнее моделирование показало, что Луна может генерировать достаточно тепла за счет гидротермальной активности, чтобы ее внутренний океан существовал миллиарды лет. Это исследование развивает этот сценарий, показывая, как органический материал может быть закачан в океан гидротермальными жерлами. Это похоже на то, что происходит на Земле - процесс, который, по мнению ученых, мог сыграть жизненно важную роль в возникновении жизни на нашей планете.
На Земле органические вещества способны накапливаться на стенках поднимающихся пузырьков воздуха, создаваемых гидротермальными жерлами, которые затем поднимаются на поверхность и рассеиваются морскими брызгами, а пузырьки лопаются. Ученые полагают, что аналогичный процесс происходит на Энцеладе, где пузырьки газа, поднимающиеся через океан, могут переносить органическое вещество от границы ядро-мантия к ледяной поверхности.
Когда эти пузырьки лопаются на поверхности, это помогает рассеять некоторые органические вещества, которые затем становятся частью соленых брызг, проникающих через тигровые щели. Этот спрей затем замерзает в ледяные частицы, когда достигает космоса, отправляя органический материал и лед по всей системе Сатурна, где он был обнаружен. Если это исследование верное, то во внутреннем пространстве Энцелада присутствует еще один фундаментальный элемент жизни, что делает его еще более обоснованным.
Это всего лишь последнее из серии открытий, сделанных Кассини, многие из которых указывают на потенциальное существование жизни на некоторых спутниках Сатурна или в некоторых из них. В дополнение к подтверждению первых органических молекул в «океаническом мире» нашей Солнечной системы, Кассини также нашел убедительные доказательства богатой пробиотической среды и органической химии на Титане.
Ожидается, что в будущем несколько миссий вернутся к этим лунам, чтобы собрать больше доказательств потенциальной жизни, подбирая там, где почтенный Кассини остановился Так долго Кассини, и спасибо, что проложили путь!
