На Энцеладе нашли все компоненты для жизни. Значит ли это, что мы не одни во Вселенной?

Энцелад — ледяная луна Сатурна. Она активна — из трещин у её южного полюса в космос бьют гейзеры, выбрасывая частицы водяного льда прямо из подповерхностного океана. Уже много лет мы знаем об их существовании, но мы не знаем главного: что именно содержится в этой воде?

Ответ может появиться благодаря анализу данных миссии «Кассини». Учёные нашли в свежевыброшенных ледяных частицах новые типы органических веществ, которые раньше не замечали. Эта находка добавляет новые молекулы в наш список, а также подтверждает идею о гидротермальных источниках на дне океана Энцелада. На Земле такие источники создают условия для жизни в отсутствии солнечного света.

Скорость решает всё: уникальный пролёт «Кассини»

Большая часть наших знаний о химическом составе Энцелада получена из анализа ледяных частиц в кольце E Сатурна, которое как раз и пополняется его гейзерами. Но есть проблема: эти частицы проводят в космосе дни, месяцы, а то и годы. За это время они подвергаются воздействию радиации и солнечного ветра — процессу, известному как космическое выветривание, который может изменять или разрушать исходные молекулы. Мы видим уже сильно измененную версию первозданного вещества.

Новое исследование основано на данных одного конкретного пролёта «Кассини» сквозь шлейф Энцелада. Этот пролёт, названный E5, был самым быстрым в истории миссии. «Кассини» пронзил гейзер на скорости почти 18 километров в секунду. Именно эта скорость помогла осуществиться открытию.

Аппарат, который проводил анализ, называется анализатор космической пыли (CDA). Принцип его работы очень простой: ледяная частица на огромной скорости врезается в мишень. От удара она испаряется и ионизируется — превращается в облако заряженных атомов и их фрагментов. Анализатор измеряет массу и заряд этих фрагментов, создавая уникальный масс-спектр.

При столкновении на скорости 18 км/с удар получается настолько мощным, что молекулы дробятся на более мелкие, фундаментальные фрагменты. Это позволило увидеть структуру органики, которая при более слабых ударах оставалась скрытой. Кроме того, высокая скорость столкновения помогла избежать помех от кластеров воды — молекул H₂O, которые налипают друг на друга и могут маскировать сигналы от других соединений. Так что в этот раз сигнал получился чистым.

Что оказалось в ледяной пыли?

Анализ масс-спектров выявил целое семейство органических соединений, многие из которых обнаружены на Энцеладе впервые.

• Эфиры (простые и сложные) и алкены. Это классы органических молекул, в которых атомы углерода соединены с кислородом или образуют двойные связи. На Земле сложные эфиры — основа жиров и липидов, из которых строятся клеточные мембраны. Их присутствие на Энцеладе указывает на активную химию, способную создавать такие структуры.
• Альдегиды. Эти соединения — важные промежуточные звенья во многих химических реакциях. Например, на пути от простых углеводородов к аминокислотам — строительным блокам белков — альдегиды являются одной из обязательных ступеней.
• Соединения, содержащие азот и кислород. Исследователи также обнаружили признаки молекул, в которых содержатся одновременно и азот, и кислород. Это критически важные элементы для биологии, входящие в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и аминокислот.

Кроме того, анализ подтвердил наличие ароматических соединений, которые обнаруживали и раньше. Но теперь, получив их из «свежего» выброса, учёные могут с уверенностью сказать: они рождаются в недрах Энцелада, а не появляются в результате космического выветривания.

Источник жизни? Гидротермальные жерла на дне океана

Но откуда берётся все эти химические вещества? Самое убедительное объяснение — гидротермальная активность на границе между каменистым ядром луны и её глобальным океаном.

Действо происходит на дне океана Энцелада. Из-за гравитационного воздействия Сатурна его ядро разогревается. Вода просачивается в трещины в породе, нагревается, насыщается минералами и органическими веществами, а затем выбрасывается обратно в океан через гидротермальные жерла. Подобные «чёрные курильщики» существуют и на Земле, и вокруг них кипит жизнь, полностью независимая от Солнца.

Обнаруженный набор молекул — эфиры, алкены, альдегиды — отлично согласуется с теми химическими продуктами, которые, по расчётам, должны образовываться в таких условиях. Это ещё одно весомое доказательство того, что на Энцеладе есть все три компонента, которые мы считаем необходимыми для возникновения жизни:

1. Жидкая вода (глобальный океан).
2. Источник энергии (гидротермальные жерла).
3. Химические строительные блоки (богатая органическая химия, включающая все ключевые элементы: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и серу).

Значит ли это, что мы не одни во Вселенной?

Работа «Кассини» завершена, но его данные продолжают формировать наше видение Солнечной системы. Каждый новый анализ архивных данных делает Энцелад всё более интересным местом.

Однако необходимо сохранять научную строгость и осознавать аспекты этого исследования. Метод, который использовал «Кассини», заключается в анализе фрагментов, на которые распадаются исходные молекулы после высокоскоростного удара. Выводы о наличии эфиров или альдегидов — это наиболее вероятная, но всё же интерпретация данных. Кроме того, и это самое главное: наличие всех химических строительных блоков — это необходимое, но не достаточное условие для жизни. Так что, открытие не доказывает существование жизни на Энцеладе. Но доказывает, что там есть крайне благоприятная среда для её появления.