Используя данные миссии НАСА «Кассини», ученые-планетологи обнаружили несколько соединений, имеющих большое значение для обитаемости ледяного спутника Сатурна Энцелада, включая цианистый водород, ацетилен, пропилен и этан. Эти соединения потенциально могут поддерживать живые микробные сообщества или стимулировать сложный органический синтез, ведущий к возникновению жизни.
Иллюстрация активности шлейфа на Энцеладе. Изображение предоставлено: Питер и другие., doi: 10.1038/s41550-023-02160-0.
«Наша работа предоставляет дополнительные доказательства того, что на Энцеладе находятся некоторые из наиболее важных молекул как для создания строительных блоков жизни, так и для поддержания этой жизни посредством метаболических реакций», — сказал Джона Питер, докторант Гарвардского университета.
«Мало того, что Энцелад, похоже, отвечает основным требованиям для обитаемости, теперь у нас есть представление о том, как там могут образовываться сложные биомолекулы и какие химические пути могут в этом участвовать».
«Открытие цианистого водорода было особенно захватывающим, поскольку оно является отправной точкой для большинства теорий происхождения жизни».
Жизнь, какой мы ее знаем, требует строительных блоков, таких как аминокислоты, а цианистый водород — одна из наиболее важных и универсальных молекул, необходимых для образования аминокислот.
Поскольку его молекулы могут быть сложены вместе разными способами, Питер и его коллеги называют цианистый водород «швейцарским армейским ножом» среди предшественников аминокислот.
«Чем больше мы пытались найти дыры в наших результатах, тестируя альтернативные модели, тем убедительнее становились доказательства», — сказал Питер.
«В конце концов стало ясно, что невозможно подобрать состав шлейфа без включения цианида водорода».
Спутник Сатурна Энцелад с шлейфом. Изображение предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / SSI / Кевин М. Гилл.
В 2017 году ученые-планетологи обнаружили на Энцеладе доказательства наличия химии, которая могла бы способствовать поддержанию жизни, если она есть, в его океане.
Комбинация углекислого газа, метана и водорода в шлейфе наводила на мысль о метаногенезе — метаболическом процессе, в результате которого образуется метан.
Этот процесс широко распространен на Земле и, возможно, имел решающее значение для возникновения жизни на нашей планете.
Питер и соавторы обнаружили доказательства существования дополнительных химических источников энергии, гораздо более мощных и разнообразных, чем производство метана.
Они обнаружили множество окисленных органических соединений, что указывает ученым на то, что существует множество химических путей потенциального поддержания жизни в подземном океане Энцелада. Это потому, что окисление способствует высвобождению химической энергии.
«Если с точки зрения энергии метаногенез подобен маленькой часовой батарейке, то наши результаты показывают, что океан Энцелада может предложить нечто более похожее на автомобильный аккумулятор, способный обеспечить большое количество энергии для любой жизни, которая может присутствовать», — сказал доктор Кевин Хэнд, исследователь Лаборатории реактивного движения НАСА.
В отличие от более ранних исследований, в которых использовались лабораторные эксперименты и геохимическое моделирование для воспроизведения условий, обнаруженных Кассини на Энцеладе, авторы полагались на подробный статистический анализ.
Они изучили данные, собранные ионным и нейтральным масс-спектрометром Кассини, который изучал газ, ионы и зерна льда вокруг Сатурна.
Количественно оценив объем информации, содержащейся в данных, авторы смогли выявить тонкие различия в том, насколько хорошо разные химические соединения объясняют сигнал Кассини.
«Существует множество потенциальных частей головоломки, которые можно соединить вместе, пытаясь сопоставить наблюдаемые данные», — сказал Питер.
«Мы использовали математическое и статистическое моделирование, чтобы выяснить, какая комбинация частей головоломки лучше всего соответствует составу шлейфа и максимально эффективно использует данные, не допуская чрезмерной интерпретации ограниченного набора данных».
Выводы были опубликованы в журнале Природа Астрономия.
_____
Дж. С. Питер и другие. Обнаружение HCN и разнообразной окислительно-восстановительной химии в шлейфе Энцелада. Нат Астрон, опубликовано в Интернете 14 декабря 2023 г.; дои: 10.1038/s41550-023-02160-0
2023-12-17 11:07:43
1702839129
#Планетарные #исследователи #обнаружили #цианистый #водород #шлейфе #Энцелада