Природные процессы на Энцеладе могут облегчить поиск признаков жизни за пределами Земли. На южном полюсе спутника Сатурна из подповерхностного океана в космос выбрасываются струи водяного пара и мельчайших частиц льда. Исследование учёных показало, что при замерзании капель соли и органические соединения распределяются по отдельным ледяным зёрнам, которые будущим аппаратам будет проще обнаруживать.
Энцелад считается одним из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни благодаря глобальному океану жидкой воды под толстой ледяной корой. Выбросы спутника простираются на сотни миль и пополняют кольцо E Сатурна. Аппарат NASA Cassini, прибывший к планете в 2004 году, неоднократно проходил через этот шлейф и смог исследовать вещества океанического происхождения без посадки и бурения ледяного покрова.
Cassini обнаружил соли, органические соединения и признаки взаимодействия воды с породами на каменистом дне Энцелада. В работе, опубликованной в журнале Science Advances, исследователи изучили почти 1000 отдельных богатых солью ледяных зёрен, зарегистрированных прибором Cosmic Dust Analyzer. Одни частицы содержали преимущественно хлорид натрия, другие — карбонаты, фосфаты, гидроксиды или соли калия.
Учёные объединили данные Cassini с лабораторными опытами, термодинамическими расчётами и моделями охлаждения капель. В экспериментах они замораживали щелочную солёную воду, состав которой имитировал океан Энцелада. В крупных каплях, остывавших медленно, соли разделялись на отдельные области, тогда как маленькие капли при быстром замерзании оставались более однородными.
«Мы показываем, что каждое зерно не обязательно является маленькой пробой океана», — сказал соавтор работы Фабиан Кленнер, доцент кафедры планетологии Калифорнийского университета в Риверсайде. По его словам, частица скорее представляет собой фрагмент гораздо более крупной океанической капли, внутри которой соли успели разделиться до разрушения капли. Согласно предложенной модели, пузырьки на поверхности океана формируют брызги, водяной пар поднимает их по трещинам, а затем ускоряет до нескольких сотен миль в час; столкновения с ледяными стенками дробят замёрзшие капли на фрагменты микрометрового размера.
«Энцелад фактически выполняет за нас значительную часть работы по подготовке образцов, которая обычно требует больших усилий в химических лабораториях на Земле», — отметил руководитель исследования Франк Постберг, профессор планетологии Свободного университета Берлина. Авторы считают, что анализ отдельных частиц важнее объединения большого количества зёрен в один образец: смешивание может скрыть редкие соединения и стереть различия между ними. По словам Кленнера, молекулярные признаки жизни, если они присутствуют, могут находиться лишь в небольшом числе зёрен, поэтому будущим миссиям следует исследовать как можно больше отдельных частиц.
Работа выполнена при участии специалистов из Германии, Японии, Китая, Великобритании и США. Кленнер получил финансирование NASA и Европейского исследовательского совета, а сведения об исследовании распространил Калифорнийский университет в Риверсайде.