Энцелад, небольшой ледяной спутник Сатурна диаметром всего 500 км, стал ключевым объектом в поисках жизни за пределами Земли. Из трещин в районе его южного полюса в космос извергаются гигантские гейзеры водяного пара, льда и органических молекул. Долгое время учёные считали, что эти выбросы могут быть «окном» в подлёдный океан, потенциально пригодный для жизни. Однако новое исследование, представленное на конференции в Финляндии, бросает вызов этой гипотезе: органические соединения могут формироваться прямо на поверхности под действием радиации магнитосферы Сатурна, имитируя признаки биологической активности.

Радиация как «химическая лаборатория»

Команда учёных под руководством Грейс Ричардс из Национального института астрофизики (Италия) воссоздала условия Энцелада в лаборатории. В криокамеру при температуре –253°C поместили смесь воды, углекислого газа, метана и аммиака, а затем подвергли её бомбардировке высокоэнергетическими ионами, аналогичными частицам в окрестностях Сатурна. С помощью инфракрасной спектроскопии специалисты отследили метаморфозы льда: под действием радиации в образцах образовались угарный газ, цианат, аммоний — соединения, ранее обнаруженные автоматической станцией Cassini в выбросах Энцелада.

При постепенном нагреве экспериментальных образцов появились более сложные вещества: карбаминовая кислота, ацетилен, этанол и даже молекулы, напоминающие предшественники аминокислот. Некоторые из них присутствуют в гейзерах спутника, что заставляет усомниться в их происхождении. «Состав океана может не совпадать с составом выбросов. Органика может рождаться как в глубинах, так и на облучённой поверхности», — пояснила Ричардс.

Проблема для астробиологии

Эти результаты не исключают обитаемость подлёдного океана, но показывают, что гейзеры — ненадёжный индикатор его химии. Радиация способна создавать «ложные следы» жизни даже на мёрзлой оболочке спутника. Более того, химические реакции на поверхности протекают за время, сравнимое с периодом экспозиции льда, что затрудняет поиск истинного источника органики.

Однако обнаружение сложных молекул в таких экстремальных условиях открывает новое направление в науке. Оно расширяет границы представлений о том, где и как могут формироваться пребиотические соединения. «Энцелад уникален: и поверхность, и океан могут быть “фабриками” органики. Разделить их вклад — задача будущих миссий», — отметили авторы.

Миссии-разгадчики

Ответы может дать только прямое изучение спутника. В планах ESA — зонд для посадки на Энцелад в рамках программы Voyage 2050, который соберёт образцы выбросов. NASA рассматривает концепцию Orbilander, совмещающего орбитальные исследования с забором материала из гейзеров. Китай разрабатывает миссию с орбитальным аппаратом, посадочным модулем и роботом, способным пробурить лёд для поиска следов жизни.

Исследование, опубликованное в журнале Planetary & Space Science, меняет оптику изучения Энцелада. Чтобы подтвердить или опровергнуть связь органики с гипотетической жизнью в океане, нужны приборы, способные анализировать изотопный состав молекул и искать «биологические сигнатуры». Пока же Энцелад остаётся загадочным миром, где химия жизни и безжизненные процессы ведут тихую войну за право называться творцами органического многообразия.