Океан подо льдом Энцелада может содержать фосфор — а значит, и жизнь

И вопрос о зарождении жизни на юной Земле, и предположение о внеземных формах живого по-прежнему пробуждают огромный интерес исследователей и любителей науки. Важно отметить, что обе эти темы тесно связаны, поскольку абиогенез (возникновение первой живой клетки из неживого материала) может подчиняться универсальным закономерностям и происходить на разных планетах по общему сценарию.

При поиске внеземной жизни перспективны не только экзопланеты (вращающиеся вокруг других звезд), но и некоторые тела Солнечной системы. Ученые не исключают, что в том или ином виде обитаемыми могут (или могли) быть Марс, атмосфера Венеры и некоторые крупные спутники газовых гигантов — вроде Титана с его плотной атмосферой и лун-ледяных шаров, содержащих жидкую воду.

Примером служит Европа, вращающаяся вокруг Юпитера, и Энцелад, один из спутников планеты Сатурн. Второй газовый гигант примечателен не только своей системой колоссальных колец, но и самой большой «коллекцией» из 82 спутников, некоторые из которых довольно велики.

Энцелад имеет диаметр около 500 километров, что делает его шестой по размеру луной Сатурна. Поверхность спутника хорошо отражает солнечный свет, то есть довольно светлая — это связано с толстым слоем водяного льда на его поверхности, под которой скрыт огромный океан жидкой воды. На его дне извергаются вулканы, а местами через лед наружу пробиваются своеобразные «гейзеры», потоки воды под большим давлением: подсчитано, что их скорость достигает почти 1300 километров в час.

Гипотетическую возможность существования жизни в океане Энцелада обсуждают давно, и вот теперь авторы новой статьи в Proceedings of the National Academy of Sciences придали ей еще большую убедительность.

Работа выполнена на данных, полученных космическим аппаратом «Кассини», который NASA запустило в 1997 году. Целью той миссии было исследование Сатурна и его спутников: она завершилась еще в 2017-м драматическим падением зонда в плотную атмосферу этого газового гиганта.

Но прежде чем это случилось, аппарат успел собрать множество данных о Сатурне, его кольцах и удивительных спутниках — включая Энцелад. Оказалось, это небесное тело содержит все основные ингредиенты, входящие в «рецепт» живой клетки: углерод, азот (в том числе в форме иона аммония), кислород и, разумеется, жидкую воду.

Новое исследование обратило внимание на другой «биологический» химический элемент — фосфор. Он входит в состав нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и необходим для синтеза «молекул-батареек» АТФ, обеспечивающих энергию для метаболизма всякой живой клетки.

Итак, авторы использовали данные «Кассини» для построения термодинамических и кинетических моделей, с помощью которых оценили возможный геохимический состав Энцелада — в том числе содержание в его океане фосфора.

Согласно их выводам, далекий космический океан содержит большое количество этого элемента — его концентрация по меньшей мере сравнима с той, что имеется в земных океанах, но может быть и больше. Предполагается, что фосфор растворен в воде и представлен главным образом ортофосфатом — производным фосфорной кислоты.

В областях океана с низким pH и высокой концентрацией растворенной углекислоты должно содержаться и больше фосфора. Именно присутствие этого кислотообразующего оксида углерода делает вероятным обилие фосфора в океане Энцелада. Помимо этого, концентрация фосфора зависит от содержания в воде кремния и ионов аммония.

На Земле фосфор не встречается в чистом виде, а его соединения обычно образуются при выветривании горных пород — в случае Энцелада они, по мнению авторов, поступают в воды темного и холодного океана при разрушении горных пород (вероятно, хондрита) на его дне.

Кстати, наличие твердого каменного ядра под ледяными и водными покровами было показано с помощью того же зонда «Кассини».

«Нам в точности не известно, из чего состоит каменная часть Энцелада, но мы можем сделать хорошие предположения на этот счет благодаря тому, что знаем о других объектах Солнечной системы», — прокомментировал результат коллег Джефф Коллинз (Geoff Collins), ученый-планетолог из Колледжа Уитон (США).

В то же время важно отметить, что в новом исследовании не идет речи о прямых доказательствах присутствия этого химического элемента на Энцеладе.