Энцелад так же привлекает внимание ученых своим подповерхностным океаном. Струи, выбрасываемые через трещины на южном полюсе спутника, представляют собой уникальную возможность для исследования его океанических глубин. То, что на дистанции до 100 километров мы можем собрать образцы образований, не требуя доставки зонда на поверхность, делает Энцелад настоящим «лакомым кусочком» для астробиологов!

Доктор Морган Кейбл, ведущий специалист Лаборатории реактивного движения NASA, подчеркивает, что именно струи предоставляют возможность получения свежих образцов, которые содержат необходимые данные о наличии ингредиентов для жизни.

Исследование вновь поднимает вопрос, какой тип миссии будет более эффективным: орбитальная или пролётная. Важно понимать, что миссии «Кассини», которая исследовала Сатурн на протяжении 13 лет (с 2004 по 2017 года), недостаточно для получения глубоких данных о химическом составе и биосигнатурах в образцах, собранных из струй.

А вот современные инструменты, способные распознавать сложные молекулы, включая липиды и ДНК, дают надежду на успех более целенаправленных миссий. Доктор Кейбл вдохновлён возможностью использовать технологии, которые могут быть способны обнаружить даже единственные инопланетные микроорганизмы в выбранном образце

Еще одним важным выводом исследования является то, что для достоверного анализа необходимо собрать в 100 раз больше материала, чем предполагали ранее! Это означает, что каждая секунда пролёта будет на вес золота — нам нужны качественные данные, чтобы понять, что же на самом деле скрывается в подповерхностном океане Энцелада.

Энцелад — это наш «космический сосед», который может помочь нам ответить на один из самых больших вопросов космоса: можем ли мы найти жизнь за пределами Земли? Исследования гидротермальных источников на нашей планете показывают, что жизнь может процветать даже в самых экстремальных условиях. Но при этом мы не знаем, как это может выглядеть на Энцеладе.

Доктор Кейбл утверждает, что, хотя жизнь может быть не столь разнообразной, как на Земле, гидротермальные процессы могут дать нам ключ к разгадке, включая возможность обнаружения ошибочных микробов или, возможно, даже более сложных организмов.

Мы находимся на пороге новой эры в исследовании космоса и поиска жизни. Неважно, какой подход будет принят — орбитальная или пролётная миссия, главное, что исследования к Энцеладу продолжают вызывать живой интерес, связывая науки о Земле и астрономии.

Ученые давно полагают, что ледяные миры нашей солнечной системы, такие как спутник Юпитера Европа и спутник Сатурна Энцелад, могут содержать внеземную жизнь в форме микробов. Однако обнаружить её может быть проблематично, поскольку миссии к ледяным мирам полагались на зонды, а не на посадочные аппараты.

Зонды проходят лишь через атмосферу планеты или луны, находясь за несколько километров от поверхности и внутренней структуры. Космические аппараты, такие как Europa Clipper (как и Cassini до него), находятся даже дальше и не входят в экзосферу луны.

Чтобы справиться с этой задачей, Лили Клаф и её коллеги описывают метод обнаружения биохимических сигнатур, используя образцы из струй газа, вырывающихся из таких миров. Этот подход использует масс-спектрометрию для измерения уровней изотопов, производимых в ходе метаболических процессов, таких как фотосинтез и метаногенез. Затем методы машинного обучения оценивают, указывают ли эти уровни на наличие жизни под поверхностью.

Для обучения алгоритма исследователи нуждались в примерах экзосферных условий с присутствием и без присутствия жизни. В лаборатории они создали рассолы с химией, аналогичной химии Европы и Энцелада. В некоторые рассолы они добавили сульфатредуцирующую бактерию "Desulfotomaculum thermocisternum", которая может напоминать жизнь на океанических мирах.

Измерение газов в головных пространствах бутылок с жидкостью дало исследователям примеры потенциального состава экзосфер ледянных миров и того, как микробы изменяют этот состав.

Геохимия, не связанная с присутствием жизни, также будет влиять на изотопы в этих типах образцов, поэтому исследователи варьировали ингредиенты в своих рассолах, чтобы охватить широкий спектр возможных сценариев. Обучив свою модель на этих образцах, они создали диагностический инструмент, который может отделять сигнатуры жизни от других типов химии с низким потенциалом ложноположительных результатов.

Исследователи отмечают, что модель требует дальнейшего тестирования, прежде чем её можно будет усовершенствовать, в том числе с использованием различных микробов. Но при дальнейшем развитии они утверждают, что этот инструмент может стать ценным для будущих космических миссий.

Работа опубликована в журнале Earth and Space Science. (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024EA00...)

Недавние исследования ученых из Калифорнийского университета в Риверсайде открыли захватывающую возможность обнаружения жизни на далеких планетах, о которых мы ранее даже не думали. Они сосредоточились на экзопланетах, отличающихся от Земли, и на не совсем привычных для нас газах, называемых метилгалоидами. Эти работы опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters и обещают радикально изменить наш поиск внеземной жизни.

Метилгалогениды представляют собой газы, состоящие из метильной группы (СH₃), которая содержит один атом углерода и три атома водорода, присоединенных к атомам галогена — таких как хлор или бром. На Земле такие газы в основном производятся бактериями, морскими водорослями и растениями. Но почему они настолько важны в поисках жизни на других планетах?

Проблема в том, что экзопланеты, которые могли бы напоминать Землю, слишком малы и тусклы для тщательного наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Вместо этого исследователи рекомендуют сосредоточиться на более крупных планетах, вращающихся вокруг красных карликовых звезд, которые обладают глубокими океанами и плотными водородными атмосферами. Такие экзопланеты получили название "планеты Хайсеан".

На этих мирах мы, возможно, не сможем выжить, но определенные микробы могут чувствовать себя как дома в экстремальных условиях. Эдди Швайтерман, астробиолог из UCR, утверждает, что метилгалогениды будут более заметны на таких планетах из-за меньшего атмосферного шума и других ограничений.

"Кислород на планете, напоминающей Землю, сложно обнаружить, в то время как метилгалогениды предлагают уникальную возможность для поиска с помощью существующих технологий," — отмечает Микаэла Люн, планетолог из UCR и один из авторов статьи. Эта особенность делает метилгалойды удобным объектом для исследования, так как их можно обнаружить всего за 13 часов наблюдений с помощью JWST.

Кроме того, метилгалойды могут накапливаться в атмосферах планет Хайсеан, благодаря их уникальному составу. Они могут стать следствием метаболической активности микробов, которые прижились в других условиях, чем мы привыкли.

Хотя сейчас мы не можем напрямую исследовать атмосферу экзопланет, такие разработки, как европейская миссия LIFE, запланированная на 2040-е годы, могут упростить обнаружение этих газов. Если метилгалогениды начнут обнаруживаться на нескольких планетах, это может стать доказательством того, что микробная жизнь распространена по всей Вселенной.

Исследователи не останавливаются на достигнутом и намерены изучать другие типы планет и газов, например, измеряя газы, которые выделяются из залива Салтон в Калифорнии.

Несмотря на текущие ограничения, развивающиеся технологии и дальнейшие исследования экзопланет приближают нас к ответу на извечный вопрос: одни ли мы во Вселенной? Как отмечает Швайтерман, "знание о том, где искать и что искать, может стать первым шагом к нахождению жизни за пределами Земли."

Где искать экзопланеты земного типа? Можно ли на них найти жизнь? Какие сложности с возникновением жизни могут быть на подобных планетах?

Рассказывает Борис Штерн, астрофизик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН и Астрономического центра Физического института Академии наук.