Новые органические молекулы обнаружены в старых данных «Кассини»

Фото из открытых источников

Лед Энцелада продолжает интриговать по мере того, как исследователи раскрывают всё новые секреты, полученные зондом более десяти лет назад. Столкновение «Кассини» с Сатурном в 2017 году завершило его 13-летнее путешествие, которое и по сей день порождает новые научные работы. Недавняя статья, опубликованная в журнале Nature Astronomy исследователями из Свободного университета Берлина и Штутгартского университета, обнаружила следы органических молекул, впервые обнаруженных на ледяном спутнике, некоторые из которых могут служить предшественниками ещё более сложных биомолекул.

Чтобы понять, как эти органические молекулы оставались скрытыми в данных почти десятилетие, лучше всего сначала рассмотреть, как они были захвачены «Кассини». «Кассини» совершил 23 пролёта мимо Энцелада во время своей миссии. Большинство из них были сделаны на скорости около 12 км/с. Однако самый быстрый пролёт, известный как E5, был со скоростью около 17,7 км/с — почти на 50% быстрее. Кроме того, этот пролёт захватил «молодые» образцы ледяных зёрен, которые были выброшены с луны всего несколько минут назад, в то время как большинство других данных основывались на ледяных зёрнах возрастом от нескольких дней до десятилетий — исследователям было сложно сказать точно.

Эти данные были собраны с помощью анализатора космической пыли (CDA) – масс-спектрометра, разработанного для определения химического состава пыли и льда в системе Сатурна. В нём использовался метод ударной ионизации, при котором частицы пыли или льда попадали на родиевую мишень прибора. Они немедленно испарялись, а CDA анализировал их спектр времени пролёта, чтобы определить типы ионов. Учёные могли затем проследить вид иона до молекулы, захваченной пылью и льдом, которая их создала.

Фрейзер объясняет, чему нас научил «Кассини», прощаясь с нами в последний раз.

На более низких скоростях, таких как большинство пролётов Энцелада, ионы кластеров воды могли быть введены в масс-спектр, маскируя другие органические молекулы. При более высокой скорости E5 этого не произошло, что сделало сигнал от органических веществ, выброшенных в ходе столкновения, гораздо более чётким. Чтобы доказать, что более высокие скорости создают разные сигналы, авторы сравнили некоторые данные с результатами масс-спектрометрии с электронной ионизацией, собранными на Земле. Имея это в виду, исследователи подтвердили присутствие органических веществ, которые ранее были обнаружены в кольце E вокруг Сатурна, таких как «ароматические соединения», которые являются общими строительными блоками органических молекул.

Но что ещё интереснее, они также обнаружили свидетельства существования некоторых из этих более сложных органических молекул. Было сложно точно определить, какие именно соединения входили в состав, но в статье они описываются как сложные эфиры и/или алкены, а также как простые эфиры и/или этилы. Эти более сложные органические молекулы важны для комплексного поиска жизни на ледяном спутнике, поскольку они доказывают, что гидротермальные источники, которые, вероятно, являются источником жизни, способны производить более сложные молекулы, чем первоначально предполагалось.

Это очень важно как для астробиологов, так и для планировщиков миссий: это открывает возможность того, что вблизи этих гидротермальных источников происходят ещё более сложные органические процессы. Их земные аналоги известны тем, что в них существуют целые экосистемы, существование которых полностью зависит от химической энергии, а не от солнечной. Некоторые теоретики даже полагаются на то, что жизнь на Земле могла зародиться именно там.

Поскольку эта новая статья подтверждает идею о том, что гидротермальные источники на Энцеладе могут создавать ещё более сложные биомолекулы, не будет большой натяжкой утверждать, что они также могут сделать следующий шаг к созданию липидов и аминокислот, некоторых из фундаментальных строительных блоков жизни. К сожалению, неясно, когда мы отправим ещё один зонд обратно на Энцелад, чтобы изучить его более подробно. Тем не менее, запланирована миссия по посещению Европы (Europa Clipper), ещё одного ледяного спутника с потенциальными гидротермальными источниками, в ходе которой будет использоваться прибор, аналогичный CDA, называемый анализатором поверхностной пыли (SUrface Dust Analyzer, SUDA). Таким образом, примерно к 2040 году мы можем получить больше данных, чтобы доказать, является ли Энцелад единственной луной, имеющей такие двигатели для создания органических молекул.