Два новых исследования в Science Advances усиливают интерес к Энцеладу, ледяному спутнику Сатурна. Команда Франка Постберга из Свободного университета Берлина показала, что частицы из подповерхностного океана Энцелада могут сами разделять и концентрировать растворенные вещества. Это важно для будущих миссий, которые будут искать биосигнатуры в выбросах из южной полярной области спутника.
Энцелад считается одним из лучших мест в Солнечной системе для поиска внеземной жизни. Под его ледяной корой, как предполагают ученые, находится глобальный океан жидкой воды, а из трещин у южного полюса в космос вырываются шлейфы пара и ледяных частиц. Зонд Cassini несколько раз пролетал через эти шлейфы и нашел соли, органические соединения и признаки гидротермальных процессов на дне океана.
Новая работа уточняет, что происходит с каплями океанской воды, когда они поднимаются через трещины в ледяной оболочке. Раньше считалось, что они замерзают почти мгновенно. Модели, лабораторные эксперименты и данные Cassini показывают более сложную картину: капли замерзают постепенно, а растворенные компоненты успевают разделиться. Соли и органические вещества оказываются распределены по разным участкам будущей ледяной частицы.
После этого частицы разгоняются до скоростей порядка 1000 километров в час и могут разбиваться о стенки ледяных трещин на фрагменты микрометрового размера. В результате отдельные зерна льда часто содержат не усредненную смесь океана, а концентрат одного типа вещества. Для приборов будущих аппаратов это полезно: если в исходной капле были фрагменты клеточного материала или другие признаки биологии, часть зерен может нести их в более чистом и заметном виде.
Вторая работа проверила, насколько земной метанообразующий микроорганизм Methanothermococcus okinawensis способен жить в условиях, похожих на океан Энцелада. Ученые воспроизвели щелочную среду с малым количеством кислорода, высоким содержанием карбоната и гидротермальным взаимодействием воды с породой. Организм смог продолжать рост и производить метан, используя водород, который возникает при реакциях воды с камнем.
Это не доказывает, что на Энцеладе есть жизнь. Но результаты одновременно показывают две важные вещи: среда спутника может быть совместима с одним из древних типов земного метаболизма, а ледяные выбросы могут лучше сохранять и выделять потенциальные биосигнатуры, чем ожидалось. Поэтому будущие миссии к Энцеладу, включая обсуждаемую европейскую L4, должны уделять особое внимание анализу отдельных ледяных зерен, а не только усредненному составу шлейфа.
