Шлейфы Энцелада могут содержать доказательства пригодности океана для жизни

Фото из открытых источников

Как учёные могут оценить уровень pH подповерхностного океана Энцелада (шестой по размеру спутник Сатурна), не высаживаясь на его поверхность? Именно на этот вопрос надеется ответить недавно представленное исследование, в котором группа учёных из Японии изучила новые методы отбора проб из выбросов Энцелада и получения более точных измерений уровня pH. Это исследование потенциально может помочь учёным лучше понять условия подповерхностного океана на Энцеладе и определить, пригодны ли они для жизни в том виде, в каком мы её знаем.

Для исследования ученые предлагают использовать рамановскую спектроскопию для отбора проб выбросов Энцелада и определения уровня pH воды, выбрасываемой из этих выбросов. Исследователи отмечают, что приборы рамановской спектроскопии уже использовались в планетарных миссиях и предоставляют уникальные возможности для изучения ледяных спутников, таких как Энцелад. Цель исследования состояла в том, чтобы выяснить, можно ли использовать рамановскую спектроскопию для определения различных уровней pH, в частности, слабощелочного и сильнощелочного (pH 8-12), которые, по оценкам ученых, соответствуют уровням pH выбросов.

Для этого исследователи провели серию лабораторных экспериментов с различными образцами карбонатной соленой жидкости, поместив их в вакуумную камеру для испарения жидкости, а затем заморозив. Эта камера была разработана для имитации поверхности Энцелада, в результате чего остались только солевые отложения. Каждый образец имел разный уровень pH, а приборы рамановской спектроскопии были настроены таким образом, чтобы имитировать их работу, и будут использоваться в будущих космических миссиях. Карбонаты — это типы химических соединений, которые образуются при взаимодействии углекислого газа с водой и горными породами. Ученые изучают карбонаты благодаря их способности определять pH, химический состав воды и состав жидкой воды.

Исследователи стремились выяснить, можно ли проанализировать образцы солевых отложений, образовавшихся на поверхности Энцелада, и измерить их уровень pH. В итоге исследователи обнаружили, что приборы рамановской спектроскопии успешно позволяют определить различные уровни pH в каждом из образцов солевых отложений.

В своих выводах исследователи отмечают: «Эти результаты демонстрируют, что рамановская спектроскопия может идентифицировать карбонатные минералы, присутствующие на поверхности Энцелада. Кроме того, качественная идентификация поверхностных карбонатных минералов может позволить оценить pH его подповерхностного океана. Следовательно, рамановский спектрометр может стать важным аналитическим инструментом для наблюдений за поверхностными материалами Энцелада непосредственно на месте».

Как отмечается в исследовании, приборы рамановской спектроскопии использовались в миссиях по изучению планет. Примером активной миссии являются приборы SuperCam и SHERLOC на марсоходе Perseverance, который в настоящее время исследует кратер Езеро на Марсе. Примерами запланированного использования в будущих планетарных миссиях являются рамановский лазерный спектрометр (RLS) на марсоходе ExoMars Rosalind Franklin Европейского космического агентства (ESA) и рамановский спектрометр, запланированный для миссии Martian Moons eXploration (MMX) Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA). В Perseverance рамановская спектроскопия используется для анализа химического состава горных пород и минералов, и, что наиболее важно, для обнаружения органических веществ и биосигнатур.

Энцелад , открытый Уильямом Гершелем в 1789 году, впервые был сфотографирован крупным планом космическим аппаратом НАСА «Вояджер-1» в ноябре 1980 года. Но настоящий час славы для этого небольшого спутника пришелся на миссию НАСА «Кассини», которая не только получила потрясающие изображения безкратерной поверхности Энцелада, указывающие на обновление поверхности, как у спутника Юпитера Европы, но и обнаружила выбросы, исходящие с южного полюса. Во время миссии НАСА предприняло смелую попытку пролететь «Кассини» сквозь эти выбросы, которые в основном содержали воду, но также обнаружили богатые солью ледяные зерна, органические молекулы, водород и тепло, что указывало на активную геологическую структуру.

Ученые предполагают, что обширный подповерхностный океан под ледяной корой Энцелада может содержать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. Поэтому анализ отложений мантийных плюмов на поверхности может стать идеальным методом для получения более точных оценок состава подповерхностного океана.

Как рамановская спектроскопия поможет получить более точные данные о подповерхностной океанической среде Энцелада? Только время покажет.