На супутнику Сатурна Енцеладі відкрили фосфор – важливий елемент життя. Що це означає

Фосфор — найрідкісніший із шести елементів, від якого залежить відоме нам життя. Вперше його знайшли на супутнику Сатурна Енцеладі майже 15 років тому. Аналізуючи дані, надіслані додому космічним кораблем NASA Кассіні, вчені виявили велику кількість фосфору у водних гейзерах, які регулярно вибухають у космос з Енцелада.

Liga.Tech публікує скорочений переклад статті Space.com про те, як вчені впритул наблизилися до відкриття життя на небесному тілі на околиці Сонячної системи. 

Фосфор у крижаному океані

Енцелад — чотирнадцятий за віддаленістю супутник Сатурна діаметром 500 км. На ньому під крижаною кіркою розташований величезний океан рідкої води. Раніше вчені вже знайшли інші ключові будівельні блоки життя в цьому океані, зокрема вуглець, водень, азот, сірку та кисень. Однак фосфор, який об’єднується з цукрами, утворюючи скелет молекул ДНК, також допомагає відновлювати та підтримувати клітинні мембрани, раніше не був виявлений у достатній кількості.

Результати нового дослідження, опублікованого у Nature 14 червня, свідчать про те, що концентрація фосфору на Енцеладі принаймні в 500 разів перевищує найвищу відому концентрацію в океанах Землі. Тепер крижаний місяць, який і без того є одним із найцікавіших кандидатів у пошуках інопланетного життя, задовольняє найсуворішу вимогу придатності для живих організмів.

"Ми не знайшли життя чи навіть чогось, що було створено життям", — сказав Space.com Франк Постберг, професор планетарних наук у Вільному університеті Берліна в Німеччині, який керував дослідженням. "Ми щойно знайшли ознаки чогось, що вказує на те, що там може сформуватися досить помітне життя. Це лише показник придатності для життя, дуже хороший і важливий", — додав він.

Протягом останніх п'яти років Постберг і його колеги вивчали дані, зібрані Кассіні ще у 2008 році, коли космічний корабель пролетів і "спробував" на смак водяні гейзери, які Енцелад вивергає в космос. 

Переглядаючи вимірювання понад 300 зерен льоду, відібраних космічним кораблем, і дані, відтворені в лабораторії з метою перевірки, команда помітила дев’ять зерен, які мали чіткий відбиток ортофосфату. Він є єдиною формою фосфору, який можуть поглинати та використовувати для росту живі організми.

Результати останнього дослідження узгоджуються з тим, що група вчених виявила у 2022 році. Використовуючи оновлені геохімічні моделі, команда підрахувала, що ортофосфат насправді розчинятиметься у водах Енцелада з набагато вищою швидкістю, ніж передбачалося раніше. Це приведе до того, що океан може бути в 1000 разів багатший на фосфор, ніж океани Землі.

Чому це важливо і як повʼязано з Землею

На Землі фосфор виділяється гірськими породами під час ерозії та вивітрювання суші, чого немає на Енцеладі. Натомість вчені вважають, що взаємодія між океанською водою на супутнику Сатурна та породою, що утворює його ядро, розчиняє велику кількість фосфору в океані.

"Ніхто не здивується, якщо в гірських породах Енцелада є фосфати. На кометах є фосфати… це не важливо, — каже Постберг. – Важливо те, що він розчинений в океані, і тому легко доступний для потенційного утворення життя".

Ще одна деталь – Енцелад здатний утримувати таку велику кількість розчиненого фосфору, тому що він має те, що вчені називають содовим океаном. Содові океани або содові озера багаті карбонатами — мінералами, які містять вуглекислий газ і легко утворюються у воді. 

Карбонати зв’язуються з іншими елементами, такими як кальцій, залишаючи фосфор доступним для потенційного використання. Цей процес можна спостерігати й на Землі. Озеро Моно в Каліфорнії, два озера Сода в Неваді та озеро Боракс в Орегоні — це лише кілька прикладів содових озер, де здатні виживати багаті екосистеми. В інших частинах світу, в Африці, Азії та Європі, також існують подібні содові озера.

Постберг і його команда виявили велику кількість карбонатів у зернах льоду, відібраних Кассіні, що свідчить про те, що такі океанічні світи, як Енцелад та чотири найбільші супутники Урану, на яких нещодавно виявили океани, мають також містити содові океани. 

Поки точна кількість фосфору в океані Енцелада все ще є оціночною — дослідники кажуть, що локальні концентрації можуть відрізнятися. Але вже точно відомо, що на небесному тілі є критичний інгредієнт життя.