Ученые воссоздали в лаборатории подземный океан на спутнике Юпитера

Международная группа исследователей из Японии и Германии смогла в лабораторных условиях воспроизвести химическую среду подповерхностного океана спутника Сатурна — Энцелад. Эксперименты показали, что в таких условиях могут естественным образом формироваться органические молекулы, зафиксированные ранее космическим аппаратом Cassini. Работа опубликована в журнале Icarus.

Энцелад давно считается одним из главных кандидатов на внеземную обитаемость. Под его ледяной корой, по мнению астрономов, скрывается океан жидкой воды. На это указывают мощные гейзеры в южной полярной области спутника: струи воды и льда вырываются из трещин поверхности и формируют так называемое E-кольцо Сатурна.

С 2004 по 2017 год зонд Cassini неоднократно пролетал сквозь эти выбросы. Его приборы обнаружили в составе частиц широкий спектр органических соединений — от углекислого газа до более сложных углеводородов, которые на Земле считаются предшественниками биомолекул. Однако до сих пор оставалось неясным, образуются ли эти вещества в самом океане Энцелада или являются «наследством» древнего вещества, из которого сформировался спутник.

Чтобы ответить на этот вопрос, команда под руководством Макса Крэддока из Института науки Токио решила пойти экспериментальным путем. Ученые приготовили химическую смесь из простых соединений, обнаруженных Cassini в выбросах, включая аммиак и цианистый водород. Затем эту смесь поместили в высоконапорный реактор и подвергли циклам нагрева и криогенного замораживания — процессам, которые, как предполагается, происходят в недрах Энцелада из-за приливного воздействия Сатурна.

После этого продукты реакции проанализировали с помощью лазерного масс-спектрометра, специально настроенного так, чтобы имитировать работу детекторов Cassini. Результат оказался показательным: в образцах образовались аминокислоты, альдегиды, нитрилы и другие сложные органические молекулы. Причем часть из них, включая простейшую аминокислоту глицин, особенно активно формировалась именно в фазах замерзания.

Многие из полученных соединений совпали с теми, что ранее фиксировал Cassini. Это указывает на то, что химия океана Энцелада сама по себе способна производить «строительные блоки жизни», без необходимости привлекать внешние источники органики. В то же время некоторые более крупные молекулы, замеченные зондом, в эксперименте не появились — возможно, для их образования требуются более высокие температуры, каталитические поверхности или иные условия.

По словам авторов, работа помогает точнее интерпретировать данные прошлых миссий и задает ориентиры для будущих исследований океанических миров. Хотя новые миссии к Энцеладу пока не запланированы, подобные лабораторные эксперименты позволяют продолжать изучение его скрытого океана и оценивать, насколько далеко может зайти химическая эволюция за пределами Земли.