Фото: Аманда Хендрикс / PSI
Спутник Сатурна Энцелад предоставляет уникальную возможность в нашей солнечной системе искать доказательства жизни, учитывая его обитаемый океан и шлейф, который откладывает на поверхность океанический материал, содержащий органические вещества.
В статье, проведенной старшим научным сотрудником Института планетарных наук Амандой Р. Хендрикс, говорится, что достаточное количество относительно нетронутой органики шлейфа можно измерить с помощью инструментов, отправленных на поверхность Энцелада.
«Мы можем многое узнать о потенциальных биосигнатурах в океане Энцелада, отправив миссию на поверхность Энцелада. Раньше считалось, что для того, чтобы взять образец самого свежего материала из океана Энцелада, нужно пролететь через шлейф и измерить шлейф. Но теперь мы знаем, что вы можете высадиться на поверхность и быть уверены, что ваши инструменты смогут измерять относительно нетронутую органику шлейфа, полученную из океана», — сказал Хендрикс, ведущий автор книги «Низкоэффективное ультрафиолетовое воздействие на органические вещества в поверхность Энцелада», который появляется в журнале Communications Earth & Environment.
«Благодаря измерениям Кассини мы знаем, что океан Энцелада пригоден для жизни. Мы знаем, что существует жидкая вода, энергия и химические вещества: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера. Это ингредиенты, необходимые для жизни в том виде, в котором мы ее знаем». — сказал Хендрикс.
«Энцелад — это мир-океан: под ледяной поверхностью он таит в себе жидкий океан. В нашей солнечной системе есть по крайней мере несколько океанских миров, но Энцелад особенный, потому что он распыляет свой океанический материал в космос через свой южный полярный пар — и — шлейф ледяных зерен, что означает, что инструменты космического корабля Кассини смогли охарактеризовать океан, когда космический корабль пролетал мимо и через шлейф Энцелада», — сказал Хендрикс.
«К счастью, для этого исследования, хотя некоторые из зерен плюма выбрасываются в систему Сатурна, около 90 процентов зерен плюма выпадают обратно на поверхность Луны, что, вероятно, означает, что океанский материал, включая органику, сидит прямо на поверхности».
Органические молекулы, обнаруженные в шлейфе Энцелада, включают такие молекулы, как метан (CH4) и этан (C2H6), а также более сложные молекулы.
«Органические вещества могут быть обработаны или химически преобразованы фотонами солнечного ультрафиолета (УФ) и заряженными частицами, такими как электроны. Но если мы хотим выяснить, присутствуют ли какие-либо океанические биосигнатуры в зернах шлейфа, нам нужно, чтобы эти зерна были максимально чистым и не подверженным воздействию ультрафиолета», — сказал Хендрикс.
В этом исследовании Хендрикс использовал данные космического телескопа «Хаббл» и космического корабля «Кассини», чтобы оценить, насколько глубоко УФ-фотоны могут проникать в покрытую шлейфом поверхность Энцелада.
«В этом исследовании мы обнаружили, что на поверхности Энцелада есть места, где мы могли бы приземлиться на космическом корабле и взять пробу — и мы будем измерять относительно нетронутую органику», — сказал Хендрикс. «Это потому, что фотоны солнечного ультрафиолета (УФ) просто не проникают очень глубоко в ледяную поверхность. Повреждающие фотоны солнечного ультрафиолета проникают в ледяную поверхность только на глубину около 100 микрометров. Это ширина пары человеческих волос».
«Таким образом, самая верхняя часть поверхности подвергается воздействию вредных УФ-фотонов, но химически трансформируется только часть органики, а затем достаточно скоро материал покрывается более свежим материалом шлейфа. А более глубокие зерна не подвергаются воздействию». Больше трансформации — потому что УФ-фотонам не дают взаимодействовать с более глубоким материалом. Свежеотложившиеся зерна шлейфа действуют как щит для нижележащего материала. Они действуют как солнцезащитный крем.
«В идеале мы хотим однажды получить образцы относительно нетронутой органики, полученной из океана, приземлившись на поверхность Энцелада. Этот результат важен, потому что он говорит нам, что будет много относительно нетронутой органики, доступной для отбора проб, потому что глубина проникновения этих органических веществ очень велика. Повреждающие ультрафиолетовые фотоны настолько неглубоки. Чуть более глубокие зерна не подвергаются сильному воздействию ультрафиолета, а это означает, что органика имеет низкий возраст воздействия», — сказал Хендрикс.
«Поскольку УФ-излучение легко изменяет органические молекулы, глубина, на которую такой свет проникает на поверхность покрытого льдом мира, действительно имеет значение. Благодаря обнаруженной небольшой глубине проникновения УФ-излучения наши результаты гарантируют, что в недрах заперто и сохранено достаточное количество органического материала. льды Энцелада, которые можно проследить до его океана», — сказал соавтор Кристофер Хаус из Университета штата Пенсильвания. «Удивительно думать, что с помощью известных технологий мы можем легко получить доступ к большому количеству органического материала из обитаемого внеземного океана».
Информация от: Институтом планетарных наук.
