Между 2004 и 2017 годами американский космический корабль Cassini впервые изучил систему Сатурна с орбиты. Эта длительная миссия позволила разместить на Титане посадочную шлюпку, измерить вращение Сатурна или показать удивительные черты крошечной луны Энцелада. Можно ожидать, что Энцелад с диаметром 500 км и температурой поверхности около -200 ° С будет полностью мертв. Напротив, это один из самых удивительных сюрпризов, представленных миссией Кассини.
Огромные гейзеры были сфотографированы около южного полюса Энцелада. Они поднимаются на высоту до 500 км, прежде чем питать кольцо E Сатурна. Последующие меры гравитации и либрации внесли определенность сообществу планетологов: гейзеры Энцелад берут свое начало в огромном подземном океане. Эти открытия сделали маленькую луну одним из приоритетов в поисках внеземной жизни. К сожалению, следующая миссия в направлении Сатурна не запланирована в течение долгого времени.
Однако в данных, собранных миссией Кассини, предстоит сделать еще много открытий. Это случай исследования, опубликованного 2 октября 2019 года немецкой командой. Исследователи провели очень тщательный анализ данных, собранных научным прибором космического зонда, анализатора космической пыли. Они обнаружили новые химические подписи, которые ранее остались незамеченными. Они нашли то, что они считают органическими соединениями с атомами азота и кислорода. Они думают, что эти соединения — этанал и этиламин.
Что делает это объявление очень интересным, так это то, что на Земле эти органические соединения являются источником химических реакций, которые производят аминокислоты и белки, фундаментальные компоненты для возникновения жизни. Немецкая команда, которая объявила об этих результатах, в основном состоит из тех же исследователей, которые сообщили об открытии сложных органических молекул в гейзерах Энцелада в 2018 году.
Считается, что Энцелад имеет гейзеры, связанные с соленым подземным океаном, который содержит относительно сложные органические соединения. Этот океан взаимодействует со скалистым ядром. Могут быть гидротермальные жерла, источник энергии, который можно использовать для подпитки химических реакций, необходимых для образования аминокислот, белков и, возможно, большего. На Земле самые старые окаменелости микроорганизмов были обнаружены вблизи гидротермальных жерл. Им может быть более 4 миллиардов лет. Некоторые исследователи даже думают, что именно в этой среде появилась жизнь. Если все условия соблюдены, Энцелад мог знать ту же историю.
К сожалению, эту гипотезу трудно проверить. Нас интересует дно океана, само по себе покрытое толстой коркой льда. А Энцелад находится в дюжине лет от нас, в хороших орбитальных условиях. Тем не менее, это открытие может подтолкнуть к разработке новой космической миссии, посвященной Энцеладу. Следующий космический корабль, который будет отправлен к Сатурну, — это миссия «Стрекоза» в 2026 году. Миссия сбросит дрон-квадрокоптер на Титане, еще одной очаровательной луне Сатурна. Возможно, небольшая вторичная полезная нагрузка могла быть привита роботу для изучения гейзеров Энцелад.
Как и Земля, Энцелад содержит сложные органические молекулы
— Новости от 3 июля 2018 года —
Наша система богата органическими соединениями. Эти молекулы, состав которых включает по меньшей мере один атом углерода, рассматриваются как основные химические элементы жизни. Вот почему их называют органическими молекулами. До сих пор органические соединения, обнаруженные в солнечной системе, довольно просты: например, метан состоит всего из 5 атомов. Эта простая органическая химия кажется очень распространенной. Некоторые исследователи даже думают, что они могли образоваться в межзвездной среде до рождения нашей Солнечной системы. Но разве наша Солнечная система также обладает сложной органической химией вне Земли?
Команда из Гейдельбергского университета в Германии думает, что это возможно на Энцеладе. Данные, используемые в качестве основы для их исследования, исходят от космического зонда Кассини, который погрузился в атмосферу Сатурна в прошлом году. Но до своего впечатляющего эпилога космический зонд Кассини провел спектральный анализ водных гейзеров, которые формируются на Южном полюсе Энцелада. Эти анализы показывают наличие сложных органических молекул. Это первый раз, когда мы обнаруживаем его за пределами Земли.
До тех пор различные органические молекулы, обнаруженные в солнечной системе, имели массу, близкую к 50 единицам единой атомной массы. Этот блок соответствует одной двенадцатой массе атома углерода 12. Молекула метана, например, имеет массу 16 единиц единой атомной массы. Некоторые фрагменты органических молекул, обнаруженные Кассини в гейзерах Энцелада, показывают массу более 200 единиц единой атомной массы. Это очень сложные молекулы, состоящие из сотен атомов углерода, водорода, кислорода и азота. Это молекулы, сильно отличающиеся от тех, которые обнаружены на планете Марс или на кометах.
Под ледяной корой Энцелада сложная химия позволяет этим молекулам образоваться. Сейчас почти наверняка, Энцелад имеет океан соленой воды, глубоко погруженный под лед. Возможно, океанский дно Энтекада обладает гидротермальной активностью: черные курильщики, виды небольших подводных вулканов, могут обеспечить энергию и тепло, необходимые для этих химических реакций. Органические молекулы затем будут выведены на поверхность океана пузырьками до того, как гейзеры будут выброшены в космос. Эта экосистема черных курильщиков, подземных океанов и гейзеров могла существовать в течение нескольких миллиардов лет. Этого недостаточно для образования белка спонтанно. Однако гейзеры Энцелада дают уникальную возможность узнать, что происходит в глубинах луны Сатурна.
Мы должны быть терпеливыми: никакой космической миссии в систему Сатурна не планируется, и даже если такая миссия будет проверена, она займет от пяти до десяти лет развития, а затем от пяти до десяти лет путешествия, прежде чем увидеть первые результаты. Поэтому следует надеяться, что анализ результатов Кассини покажет новые интересные данные для использования.
Организм земного дна мог бы выжить в океане Энцелада
— Новости от 13 марта 2018 года —
В последние годы места солнечной системы, где мы надеемся когда-нибудь найти следы жизни, умножаются. Конечно, есть Марс, а также некоторые замороженные луны на орбите вокруг газовых гигантов или даже других меньших небесных тел, таких как Церера. В этих средах могут храниться, по крайней мере, некоторые ингредиенты, необходимые для появления жизни, как мы ее знаем на Земле. Параллельно мы обнаруживаем на Земле все больше и больше организмов, способных выдержать экстремальные условия, которые убьют почти все другие формы жизни. Их называют экстремофильными организмами. Они часто очень простые существа, состоящие из одной клетки, но это остатки жизни. С тяжелыми условиями и живыми существами, способными противостоять аду, уравнение жизни могло найти благоприятное решение в других местах в Солнечной системе.
Прежде чем сделать такое открытие, мы можем уже задаться вопросом, могут ли живые существа земного происхождения выживать на другом теле солнечной системы. Так думает команда австрийских исследователей. Их исследование, опубликованное две недели назад в журнале Nature, связано с определенной формой жизни, называемой метаногенной археей. Исследователей интересовали предполагаемые условия лунного Энцелада, который вращается вокруг Сатурна. Он сильно подозревается в укрытии океана жидкой воды под толстой корой льда. Для подавляющего большинства видов Земли океан Энцелада — не рай. Нет света, кислорода и огромного давления. Но для археологических метаногенов это не проблема. Они не могут быть отнесены к бактериям, даже если они очень похожи на них. Они обладают метаногенным метаболизмом, то есть способны продуцировать метан и воду из дигидрогена и двуокиси углерода. Эта реакция обеспечивает его энергией, необходимой для его метаболизма, без использования света или любой формы кислорода. На Земле он встречается на глубоком морском дне вблизи гидротермальных жерл.
Зонд Кассини позволил нам наблюдать химию гейзеров Энцелада. Существует двуокись углерода, дигидроген и метан. Возможно, метан является продуктом конверсии водорода и СО2. По внешнему виду, кажется, ничего не против. Чтобы убедиться, команда австрийских исследователей воссоздала предполагаемые условия океана Энцелада в лаборатории. Даже под давлением, которое не считалось очень мягким с жизнью, метановая архея продолжала производить метан и воспроизводить. Для них, по крайней мере, Encelade кажется пригодным для жизни.
Прорывный фонд изучает миссию разведки Энцелада
— Новости от 21 ноября 2017 года —
НАСА разработало инструмент для анализа океанической химии Энцелада, луны Сатурна. Но на данный момент миссия не запланирована к Сатурну. Энцеладу интересно не только американское космическое агентство. Фонд прорыва, финансируемый российским миллиардером Юрием Милнером, уже вложил значительные средства в исследования внеземных разведывательных данных с помощью Прорывного прослушивания и межзвездного путешествия с Breakthrough Starshot. Основа Юрия Мильнера теперь изучает возможность частной миссии на Луну Сатурна. Энцелад привлекает большое внимание благодаря своим гейзерам, обнаруженным зондом Кассини. Гейзеры свидетельствуют о высокой вероятности существования океана жидкой воды под его ледяной корой и, следовательно, потенциального существования жизни.
Первая межпланетная научная миссия была бы первой. Инженеры фонда представили первый проект миссии, который составит сотни миллионов долларов. Сейчас они вступают в фазу, где они стремятся сократить расходы любым возможным способом. Несколько треков упоминаются, в том числе использование солнечного паруса. Похоже, что The Breakthrough Foundation любит использовать фотонные двигатели в своих проектах. В течение первых шести месяцев 2018 года проект будет находиться на стадии исследования, чтобы попытаться создать проект миссии, который может продвигать знания об Энцеладе и быть достаточно экономичным, чтобы обеспечить частное финансирование.
Этот проект также может стать возможностью для сотрудничества с НАСА и ЕКА. С этой концепцией уже были проведены консультации с двумя космическими агентствами. Со своей стороны, НАСА находится в процессе выбора четвертой миссии программы «Новые рубежи». Из дюжины или около того миссий-кандидатов, по крайней мере, два имеют Энцелад в качестве основного направления. Выбор миссии состоится в 2019 году, а запуск запланирован на 2025 год. Даже если НАСА выбирает миссию в Энцелад, для достижения результатов потребуется как минимум пятнадцать лет. Миссия, предложенная Фондом прорыва, может ускорить процесс. Юрий Милнер настаивает на том, что ему хотелось бы довольно быстро запустить его космический корабль. Мы можем надеяться, что частный актер может двигаться быстро, без бюрократических ограничений, которые НАСА встречает, например. Связи между НАСА и Прорывным Фондом довольно близки, поскольку президентом фонда является Пит Уорден, бывший директор исследовательского центра НАСА.
SELFI изучит состав гейзеров Enceladus
— Новости от 14 ноября 2017 года —
Среди основных открытий миссии Кассини многие подсказки указывают на существование океана под поверхностью Энцелада, луны Сатурна, что делает его главной мишенью для открытия внеземной жизни в Солнечной системе. Но этот океан был бы расположен под милями льда. К счастью, Enceladus регулярно испускает гейзеры, состоящие в основном из воды, и это может позволить нам изучить этот океан по более низкой цене.
Для этого команда НАСА разрабатывает инструмент, специально предназначенный для анализа гейзеров Энцелада. Это называется SELFI (Инструмент Основы Жизни Субмиллиметра Энцелада). Основная задача SELFI — понять химию океана Энцелада. Для этого в приборе будет использоваться спектрометр, который работает в области радиоволн. Это должно позволить ему обнаружить присутствие или отсутствие 13 химических соединений, которые особенно важны для развития жизни, как мы ее знаем. Конечно, есть вода, но также метанол, аммиак, озон, перекись водорода, диоксид серы и хлорид натрия, которые делают океаны Земли солеными.
Если SELFI сможет предоставить нам всю эту информацию, то у нас будет гораздо более точная картина того, что происходит под поверхностью Энцелада, и особенно если жизнь, которую мы знаем, могла бы развиться там. Но у SELFI нет миссии, чтобы присоединиться, потому что НАСА еще не объявило о планах будущего исследования Сатурна. Потомок Кассини сосредоточится на Энцеладе, и есть хороший шанс, что SELFI будет частью миссии.
В то же время инструмент SELFI или аналогичная концепция может быть интегрирована в миссию Europa Clipper, которая будет запущена в начале следующего десятилетия. Луна Европа Юпитера действительно очень похожа на Энцелад. Предполагается, что он также укрывает океан под толстым слоем льда, а также имеет гейзеры. Наконец, НАСА планирует использовать космический телескоп Джеймса Вебба для изучения этих лун. Телескоп будет использовать свой инфракрасный спектрометр, чтобы попытаться определить состав гейзеров Enceladus и гейзеров Европы. Но он не уверен, что эти наблюдения будут успешными. Джеймс Уэбб должен быть в состоянии сделать свои наблюдения в тот момент, когда гейзеры происходят, и особенно эти гейзеры должны содержать достаточно органических молекул, которые будут обнаружены с Земли. В любом случае, миссия на месте будет необходима, чтобы получить детали химии этих лун.
Энцелад имеет элементы, необходимые для присутствия жизни
— Новости от 18 апреля 2017 года —
Миссия Кассини показала, что океан Энцелада, погребенного под килограммами льда, снабжается водородом гидротермальной активностью ядра. Конкретно это означает, что у Энцелада есть дополнительный кирпич, благоприятный для появления жизни. Таким образом, в дополнение к жидкому океану, теперь есть данные о том, что потенциальные формы жизни будут иметь жизнеспособный источник энергии посредством метаногенеза. Как отмечает Томас Зурбухен, помощник администратора НАСА, мы никогда не были ближе к обнаружению потенциально обитаемого мира.
источники
