Естественное разделение солей в ледяных частицах, выбрасываемых из океана Энцелада, может упростить поиск признаков жизни на спутнике Сатурна. К такому выводу пришли исследователи, изучившие данные космического аппарата Cassini. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances, сообщает Калифорнийский университет в Риверсайде.
Под ледяной корой Энцелада находится глобальный океан жидкой воды, поэтому спутник считают одним из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни. В районе южного полюса из трещин вырываются струи водяного пара и мельчайших частиц льда, которые уходят на сотни миль в космос и пополняют кольцо E Сатурна. Cassini, прибывший к планете в 2004 году, неоднократно проходил через этот шлейф и смог исследовать вещества океанического происхождения без посадки на поверхность и бурения ледяной коры.
Аппарат обнаружил соли, органические соединения и признаки взаимодействия воды с горными породами на каменистом дне Энцелада. Авторы новой работы проанализировали почти 1 тыс. отдельных богатых солью ледяных частиц, зафиксированных анализатором космической пыли Cassini. Одни из них содержали преимущественно хлорид натрия, а в составе других преобладали карбонаты, фосфаты, гидроксиды или соли калия.
Учёные объединили данные Cassini с лабораторными опытами, термодинамическими расчётами и моделями охлаждения капель. В экспериментах они замораживали капли щелочной солёной воды, состав которой должен был напоминать океан Энцелада. При относительно медленном охлаждении крупные капли разделялись на области с разными солями, тогда как маленькие капли, замерзавшие быстрее, оставались более однородными.
«Мы показываем, что каждая частица не обязательно является маленькой пробой океана», — сказал соавтор исследования Фабиан Кленнер, доцент кафедры планетологии Калифорнийского университета в Риверсайде. По его словам, частица скорее представляет собой фрагмент гораздо более крупной океанической капли, в которой соли разделились во время замерзания, а затем сама капля распалась. Исследователи считают, что органические молекулы и потенциальные молекулярные биосигнатуры могут концентрироваться по тому же принципу в отдельных частицах.
Согласно предложенной модели, пузырьки на поверхности океана формируют капли брызг, которые водяной пар поднимает по трещинам. Там капли постепенно замерзают, а затем в более узких участках ускоряются до нескольких сотен миль в час и разбиваются при столкновениях со стенками ледяных каналов на фрагменты микрометрового размера. «Энцелад фактически выполняет за нас большую часть работы по подготовке образцов, которая обычно требует значительных усилий в химических лабораториях на Земле», — отметил руководитель исследования, профессор планетологии Свободного университета Берлина Франк Постберг.
Авторы подчёркивают, что отдельная частица может не отражать средний состав океана. Если объединить множество образцов в один, естественное разделение веществ исчезнет, а редкие соединения останутся незамеченными. Поэтому будущим миссиям, по словам Кленнера, следует исследовать как можно больше частиц по отдельности: признаки жизни, если они присутствуют, могут находиться лишь в небольшом числе зёрен. В работе участвовали специалисты из Германии, Японии, Китая, Великобритании и США; исследование поддержали NASA и Европейский исследовательский совет.