Исследование: На спутнике Сатурна идут процессы, похожие на зарождение жизни на Земле

Исследователи воссоздали условия, предположительно существующие под ледяной коркой Энцелада, спутника Сатурна. Они выяснили, что горячая вода под толщей льда могла буквально «варить» аминокислоты и другие органические соединения, необходимые для появления жизни. Похожие процессы могли происходить и на других ледяных лунах, делая их главными кандидатами на роль потенциально обитаемых миров за пределами Земли.

Энцелад — один из самых загадочных спутников Сатурна, диаметром около 500 километров. Он известен гейзерами, выбрасывающими струи воды, льда и органических веществ в космос. Первые наблюдения гигантских фонтанов в южной полярной области сделали в 2005 году с помощью зонда «Кассини». Анализ состава выбросов позволил предположить наличие под поверхностью глобального океана жидкой воды с каменистым дном.

В водных струях обнаружены водород, аммиак, метан, углекислый газ и сложные органические соединения — признаки активной химической активности, сходной с гидротермальными источниками на дне земных океанов. Такие условия считаются одними из самых благоприятных для возникновения жизни: тепло, жидкая вода и набор химических элементов создают естественную «лабораторию» для синтеза органики.

Для проверки этой гипотезы международная команда под руководством Максвелла Л. Крэддока (Maxwell L. Craddock) и Ясухито Сэкинэ (Yasuhito Sekine) из Токийского технологического института провела серию лабораторных экспериментов, моделируя подповерхностный океан Энцелада. Использовали растворы, повторяющие «химический профиль» выбросов, зафиксированных «Кассини».

Воды с аммиаком, метаном, диоксидом углерода, циановодородом, формальдегидом, гликолевым альдегидом, фосфатами и бензолом поместили в герметичные золотые капсулы и нагревали до 150 °C при давлениях до 20 мегапаскалей — условия соответствуют глубинам до 150 километров под ледяной коркой. Затем растворы охлаждали, имитируя циклы нагревания и замерзания, включая замораживание до −40 °C.

Эксперименты показали формирование множества органических соединений, включая аланин, глицин, серин и другие аминокислоты. Образование глицина, известного как один из базовых «кирпичиков» белков, происходило даже при длительном замораживании без высоких температур.

Сравнение лабораторных образцов с данными спектрометра Cosmic Dust Analyzer на борту «Кассини» показало совпадение синтезированных соединений с веществами в струях Энцелада. Поскольку активные аминокислоты эксперимента не были напрямую обнаружены в выбросах, Сэкинэ и Крэддок предположили, что они либо скрыты в солёных «зернах», либо присутствуют в очень низкой концентрации.

Воспроизвести крупные органические макромолекулы с ароматическими кольцами и длинными углеводородными цепями в лаборатории не удалось. Вероятно, такие соединения сохранились с момента формирования луны или возникли в более экстремальных условиях — при температурах выше 150 °C и наличии каталитических минералов на дне океана.

Результаты, опубликованные в журнале Icarus, указывают, что химическая эволюция Энцелада шла аналогично ранней Земле: от простых неорганических веществ к аминокислотам и сложным органическим соединениям. Если выводы верны, подобные процессы могут происходить и на других спутниках газовых гигантов, включая Европу и Титан.

Читайте также: