|
Жизнь можно обнаружить в отдельном инопланетном зерне
|
|
|
|
Покрытые льдом океаны некоторых лун, вращающихся вокруг Сатурна и Юпитера, являются ведущими кандидатами в поисках внеземной жизни. Новое лабораторное исследование, проведенное Вашингтонским университетом в Сиэтле и Свободным университетом Берлина, показывает, что отдельные частицы льда, выброшенные с этих планетарных тел, могут содержать достаточно материала для приборов, отправленных туда осенью, чтобы обнаружить признаки жизни, если такая жизнь существует. "Впервые мы показали, что даже крошечная доля клеточного материала может быть идентифицирована с помощью масс-спектрометра на борту космического корабля", - сказал ведущий автор исследования Фабиан Кленнер, аспирант Калифорнийского университета в области наук о Земле и космосе. "Наши результаты дают нам больше уверенности в том, что с помощью новых приборов мы сможем обнаружить формы жизни, подобные земным, которые, как мы все больше верим, могут присутствовать на спутниках, несущих океан".
|
|
|
|
Исследование в открытом доступе было опубликовано в Science Advances. Другие авторы международной команды - из Открытого университета в Великобритании, Лаборатории реактивного движения НАСА, Университета Колорадо в Боулдере и Лейпцигского университета. Миссия "Кассини", завершившаяся в 2017 году, обнаружила параллельные трещины вблизи южного полюса спутника Сатурна Энцелада. Из этих трещин исходят струи, содержащие газ и частицы льда. Миссия НАСА Europa Clipper, запуск которой запланирован на октябрь, будет оснащена большим количеством приборов для еще более детального изучения ледяного спутника Юпитера, Европы. Чтобы подготовиться к этой миссии, исследователи изучают, что может обнаружить это новое поколение приборов. Технически невозможно напрямую имитировать частицы льда, летящие в космосе со скоростью 4-6 километров в секунду, чтобы попасть в наблюдательный прибор, поскольку фактическая скорость столкновения будет такой.
|
|
|
Вместо этого авторы использовали экспериментальную установку, которая посылает тонкий луч жидкой воды в вакуум, где она распадается на капли. Затем они использовали лазерный луч для возбуждения капель и масс-спектральный анализ, чтобы имитировать то, что обнаружат приборы космического зонда. Недавно опубликованные результаты показывают, что приборы, которые планируется использовать в будущих миссиях, такие как анализатор поверхностной пыли на борту Europa Clipper, могут обнаруживать ячеистый материал в одном из сотен тысяч ледяных зерен. Исследование было сосредоточено на Sphingopyxis alaskensis, распространенной бактерии в водах у берегов Аляски. Хотя во многих исследованиях в качестве модельного организма используется бактерия Escherichia coli, этот одноклеточный организм намного меньше, живет в холодных условиях и может выживать при небольшом количестве питательных веществ. Все это делает его лучшим кандидатом для потенциальной жизни на ледяных спутниках Сатурна или Юпитера. "Они чрезвычайно малы, поэтому теоретически способны поместиться в зернах льда, которые выбрасываются из океанических миров, таких как Энцелад или Европа", - сказал Кленнер.
|
|
|
|
Результаты показывают, что приборы могут обнаружить эту бактерию или ее части в одном зерне льда. Разные молекулы оказываются в разных зернах льда. Новое исследование показывает, что анализ отдельных зерен льда, в которых может быть сконцентрирован биоматериал, более успешен, чем усреднение по большей выборке, содержащей миллиарды отдельных зерен. Недавнее исследование, проведенное теми же исследователями, показало наличие фосфатов на Энцеладе. Теперь это планетарное тело, по-видимому, содержит энергию, воду, фосфаты, другие соли и органический материал на основе углерода, что делает его все более вероятным для поддержания форм жизни, подобных тем, которые встречаются на Земле. Авторы выдвигают гипотезу, что если бактериальные клетки заключены в липидную мембрану, как на Земле, то они также образуют оболочку на поверхности океана. На Земле океанская пена является ключевой частью морских брызг, которые придают запаху океана. На ледяной Луне, где океан соединен с поверхностью (например, через трещины в ледяном панцире), вакуум космического пространства заставил бы этот подповерхностный океан вскипеть. Пузырьки газа поднимаются над океаном и лопаются на поверхности, где ячеистый материал встраивается в ледяные зерна внутри шлейфа.
|
|
|
|
"Здесь мы описываем правдоподобный сценарий того, как бактериальные клетки теоретически могут быть включены в ледяной материал, который образуется из жидкой воды на Энцеладе или Европе, а затем выбрасывается в космос", - сказал Кленнер. Анализатор поверхностной пыли на борту Europa Clipper будет более мощным, чем приборы прошлых миссий. Этот и будущие приборы также впервые смогут обнаруживать ионы с отрицательным зарядом, что делает их более подходящими для обнаружения жирных кислот и липидов. "Для меня поиск липидов или жирных кислот даже более увлекателен, чем поиск строительных блоков ДНК, и причина в том, что жирные кислоты кажутся более стабильными", - сказал Кленнер. "С подходящими приборами, такими как анализатор поверхностной пыли на космическом зонде НАСА Europa Clipper, найти жизнь или ее следы на ледяных лунах может оказаться проще, чем мы думали", - сказал старший автор Фрэнк Постберг, профессор планетарных наук в Свободном университете Берлина. "Если, конечно, там присутствует жизнь, и она заботится о том, чтобы быть заключенной в ледяные зерна, происходящие из окружающей среды, такой как подземный резервуар с водой".
|
|
|
|
Источник
|
