В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале Icarus, планетологи из США и Германии смоделировали химические процессы в подповерхностном океане Энцелада, шестом по величине спутнике Сатурна.
Миссия “Кассини” (НАСА), занимавшаяся исследованием Сатурна и его спутников, обнаружила шлейф из ледяных частиц и водяного пара, извергающихся из трещин на поверхности Энцелада.
У этого маленького спутника есть глобальный подповерхностный океан, соприкасающийся со скалистым ядром, что делает его многообещающим местом для поиска доказательств существования внеземной жизни в нашей Солнечной системе.
Предыдущее обнаружение молекулярного водорода в шлейфе указывает на наличие свободной энергии, доступной для метаногенеза, метаболической реакции водорода с диоксидом углерода с образованием метана и воды.
Дополнительные пути могут также обеспечить источники энергии в океане Энцелада, но они требуют использования других соединений, которые пока ещё не были обнаружены.
“Обнаружение молекулярного водорода в шлейфе показало, что в океане Энцелада имеется свободная энергия”, – сказала Кристин Рэй, исследователь из отдела космических наук и инженерии Юго-Западного исследовательского института, а также доктор философии и студентка факультета физики и астрономии Техасского университета в Сан-Антонио.
На Земле, аэробные или дышащие кислородом существа потребляют энергию органических веществ, таких как глюкоза и кислород, для создания углекислого газа и воды.
Анаэробные микробы могут метаболизировать водород с образованием метана.
“Мы задавались вопросом, могут ли другие типы метаболических реакций также стать источником энергии в океане Энцелада”, – объяснила Рэй.
Поскольку для этого потребуется другой набор окислителей, которые исследователи пока ещё не обнаружили в шлейфе Энцелада, Рэй и её коллеги выполнили химическое моделирование, чтобы определить, могут ли условия в океане и твёрдом ядре поддерживать эти химические процессы.
Например, они изучили, как ионизирующая радиация из космоса может создавать окислители кислород и перекись водорода, и как абиотическая геохимия в океане и скалистом ядре может способствовать химическому нарушению равновесия, которое может поддерживать метаболические процессы.
Исследователи рассмотрели, могут ли эти окислители накапливаться с течением времени, если восстановители не будут присутствовать в заметных количествах.
Они также рассмотрели, как водные восстановители или минералы морского дна могут преобразовывать эти окислители в сульфаты и оксиды железа.
“Мы сравнили наши оценки свободной энергии с экосистемами на Земле и определили, что в целом наши значения для аэробного и анаэробного метаболизма соответствуют или превышают минимальные требования”, – сказала Рэй.
Эти результаты показывают, что производство оксидантов и химия окисления могут способствовать поддержанию возможной жизни и метаболически разнообразного микробного сообщества на Энцеладе.
Теперь, когда исследователи определили потенциальные источники пищи для микробов, следующий вопрос, который следует задать: какова природа сложных органических веществ, выходящих из океана?
Это исследование – ещё один шаг в понимании того, как маленький спутник может поддерживать жизнь способами, которые полностью превосходят наши ожидания!
