Два новых исследования, опубликованные в журнале Science Advances, указывают, что найти следы возможной жизни на Энцеладе может оказаться проще, чем считалось. Кроме того, опыты в лаборатории показали, что в условиях, имитирующих его подледный океан, может размножаться один из земных микроорганизмов.

Как напоминают в Freie Universität Berlin, спутник считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. Ученые предполагают, что под его ледяной корой находится глобальный океан, а под ним — каменное ядро.

Из трещин у южного полюса в космос выбрасываются водяной пар и частицы льда. Часть из них пополняет кольцо E — широкий разреженный пояс ледяной пыли за пределами ярких основных колец планеты.

Зонд NASA «Кассини» неоднократно пролетал через эти выбросы и обнаружил в них соли и органические соединения, а собранные данные указали на возможную гидротермальную активность на дне океана.

Первое исследование возглавил планетолог Франк Постберг, профессор Freie Universität Berlin. Его международная команда изучила 961 масс-спектр богатых солью ледяных частиц из кольца E, записанный анализатором космической пыли аппарата в 2004—2008 годах, и дополнила данные экспериментами и расчетами.

Прежде считалось, что брызги, которые образуются, когда на поверхности океана лопаются газовые пузырьки, замерзают почти мгновенно. Как выяснили авторы, капли размером в десятки и сотни микрометров остывают медленно — не быстрее чем на 20 градусов в минуту. За это время компоненты успевают разделиться: соли и органика оказываются в разных участках каждой из них. Обособляются даже разные виды солей — признаки хлорида и карбоната натрия встретились вместе лишь в 12 из 858 спектров богатых натрием крупинок, говорится в статье.

По оценке исследователей, дальше застывшие частицы разгоняются в трещинах до 1000 км/ч, ударяются о стенки и раскалываются на осколки размером в несколько микрометров, каждый из которых нередко содержит одно вещество в высокой концентрации.

«Энцелад фактически делает за нас значительную часть работы по подготовке проб, которая в земных химических лабораториях обычно требует немалых усилий», — объясняет Постберг.

Если в океане есть микроорганизмы, их клеточный материал при замерзании тоже может обособиться и затем оказаться лишь в немногих фрагментах, но в концентрированном и относительно чистом виде, отмечают в университете. Поэтому, как подчеркивается в статье, будущим аппаратам важно анализировать пробы по отдельности: при измерении общего состава эффект разделения исчезнет. Ранее лаборатория ученого показала, что специальные приборы способны распознать клеточный материал даже в единичной крупинке льда.

Результаты могут пригодиться для миссии L4, которую Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует для поиска следов жизни на Энцеладе, говорится в пресс-релизе.

Вторая работа посвящена тому, могут ли земные микробы выжить в подобной среде. Ее провела команда Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана при участии Постберга и его коллеги Нозаира Хаваджи.

Ученые воссоздали в лаборатории предполагаемую химию подледного океана: много карбонатов, сильная щелочность (pH 10—11) и взаимодействие воды с каменистым дном. В этих условиях проверили архею Methanothermococcus okinawensis.

Археи — одноклеточные существа без клеточного ядра: внешне они похожи на бактерии, но составляют отдельную ветвь живого. Этот вид обитает на Земле у глубоководных гидротермальных источников и обходится без кислорода.

В стандартной питательной среде при таком pH и нехватке растворенного CO₂ микроорганизм не размножался. В растворе, воспроизводящем эту химию, его численность росла: клетки перестроили обмен веществ под этот дефицит и вырабатывали метан за счет водорода, который образуется при реакциях воды с породой.

«Для нас это стало настоящим сюрпризом. Мы не рассчитывали, что эксперимент окажется настолько успешным», — признался Хаваджа.

По словам Постберга, геохимия Энцелада может поддерживать один из древнейших известных на Земле типов метаболизма.

«Это не означает, что на спутнике Сатурна есть жизнь. Но <…> если она там есть, у будущих миссий неплохие шансы найти ее следы, анализируя отдельные ледяные частицы из шлейфа», — подытожил ученый.