Анализируя данные, собранные космическим зондом «Кассини», учёные обнаружили, что подповерхностные океаны Энцелада (спутник Сатурна) содержат фосфаты — одно из химических веществ, необходимых для существования биологической жизни. Об этом в журнале Nature была опубликована статья. Прежде учёные обнаружили на спутнике другие необходимые для зарождения жизни компоненты, и не хватало лишь фосфора. Теперь получается, что на Энцеладе есть потенциал для развития жизни.

Источник изображения: NASA

Фосфор в фосфатной форме необходим для создания ДНК, РНК и клеточных мембран, поэтому исследователей давно интересовал вопрос о его наличии на Энцеладе — с тех пор, как на далёком спутнике были обнаружены подповерхностные океаны и криовулканические шлейфы. Запущенный в 1997 году космический аппарат «Кассини» был предназначен для изучения систем Сатурна и Юпитера. В период с 2005 по 2015 год прибор совершил несколько пролётов вокруг Энцелада, а также исследовал кольцевую систему Сатурна.

Команда под руководством Франка Постберга (Frank Postberg), профессора планетарной науки Свободного университета Берлина, изучила данные анализатора космической пыли (CDA) «Кассини». Хотя данные были собраны уже давно, их анализа пришлось долго ждать. «Эти данные лежали на серверах NASA в течение 15 лет, — сказал Постберг. — Прибор передал такой большой объем данных, что мы не смогли проанализировать их все, пока миссия была активна».

После публикации ограниченного анализа данных в 2017 году команда получила финансирование от Европейского исследовательского совета для анализа гораздо большего набора данных. Постберг сказал, что они не искали фосфаты специально: «Мы просто подумали: давайте посмотрим на гораздо больший набор данных и состав индивидуализированных зёрен. Через три с лишним года я нашёл эти девять ледяных зёрен, в которых обнаружены фосфаты», — сказал он. Для зарождения жизни необходимы углерод, водород, азот, кислород, фосфаты, фосфор и сера, пояснил он. Из этих шести компонентов фосфаты были единственным, которого прежде не было обнаружено в данных «Кассини» — прошлые исследования показали наличие всех остальных компонентов на Энцеладе.

Профессор планетарной геохимии из Университета штата Аризона Михаил Золотов отметил, что «наличие фосфорных соединений в воде имеет решающее значение для биологической продуктивности на Земле и, следовательно, является ключевым фактором при оценке того, есть ли у далёких миров потенциал для поддержания жизни».

Учёные обнаружили, что ледяная луна Сатурна — Энцелад выбрасывает «гигантский шлейф» водяного пара далеко в космос, причём в выбросах содержится немало химических ингредиентов, пригодных для формирования живых организмов. Обнаружить необычную находку помог телескоп «Джеймс Уэбб».

Энцелад, иллюстрация. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech.

Известно, что телескоп снял выброс ещё в ноябре 2022 года — результаты продемонстрировали на конференции в т.н. Научном институте космического телескопа в Балтиморе 17 мая. По мнению учёных, выброс действительно «колоссальный». Исследователям не впервые удалось увидеть, как Энцелад выбрасывает воду, но технические возможности нового телескопа позволяют увидеть, что струи пара уходят в космос намного дальше, чем считалось ранее, фактически — во много раз дальше, чем диаметр самого Энцелада, составляющий 504 км.

Впервые о водяных выбросах луны Сатурна узнали ещё в 2005 году, когда космический аппарат NASA — Cassini запечатлел ледяные частицы, вылетающие из разломов в поверхности спутника планеты. Считается, что выбросы столь мощны, что из отдаваемого луной материала сформировано одно из колец Сатурна. Как показал анализ, подобные струи содержат метан, углекислый газ и аммиак — органические молекулы, части которых являются необходимыми элементами для возникновения жизни. Допускается даже, что источником некоторых из этих газов служит сама жизнь. В частности, метан может быть одним из продуктов её деятельности глубоко под ледяной поверхностью Энцелада.

Ещё одним необходимым элементом считается вода. Хотя Энцелад полностью покрыт толстым слоем льда, исследования вращения луны свидетельствуют о том, что под поверхностью может находиться целый океан жидкой воды. Учёные считают, что источником обнаруженных Cassini и «Джеймсом Уэббом» выбросов могут служить гидротермальные жерла на океанском дне — об этом косвенно свидетельствуют обнаруженные в снятых шлейфах частицы кремнезёма — обычно составляющего кору планет.

Учёные NASA обсуждают миссии к Энцеладу для поиска возможных следов жизни. Ожидается, что орбитальный модуль Enceladus Orbilander будет находиться на орбите луны около полугода, пролетая буквально сквозь шлейфы для сбора образцов. После этого космический аппарат превратится в модуль для посадки на поверхность самого спутника Сатурна. Ожидается, что Orbilander оснастят инструментами для анализа захваченных молекул, например, кроме микроскопа, аппарат оснастят даже секвенатором ДНК. Кроме того, дистанционно сканировать поверхность спутника будут камеры, радиозонды и лазеры.

Дополнительно предлагается отправить под ледяную поверхность Энцелада робота-змею — Exobiology Extant Life Surveyor может получить камеры и лидар для навигации в неизвестной среде у океанского дна.

Три недавних исследования учёных из Исследовательского центра Эймса агентства NASA были основаны на данных, полученных во время миссии NASA «Кассини». В ходе исследований были получены доказательства того, что кольца Сатурна достаточно молоды, и несмотря на это в скором времени они могут исчезнуть.

Источник изображений: NASA

В первом исследовании рассматривается масса колец, их «чистота», скорость добавления с них новых частиц и то, как это влияет на изменение колец во времени. Сложив эти элементы вместе, можно получить более полное представление о том, как долго они существуют и сколько времени им осталось. Кольца почти полностью состоят из чистого льда. Несколько процентов их массы составляет неледяное «загрязнение», исходящее от притягиваемых Сатурном микрометеороидов, таких как фрагменты астероидов размером меньше песчинки. Анализ также показывает, что микрометеороиды прибывают в кольца не так быстро, как предполагали учёные. По уровню загрязнения можно сделать вывод, что кольца подвергались постоянной бомбардировке различными космическими песчинками на протяжении не более чем нескольких сотен миллионов лет. Таков и их возраст, хотя самому Сатурну, как и Солнечной системе, уже 4,6 млрд лет. Возможно, во времена динозавров колец у Сатурна ещё не было.

Авторы второго исследования выявили две вещи, которые в значительной степени игнорировались в прочих исследованиях, и подтвердили выводы исследования выше. В частности, они изучали физику, определяющую долгосрочную эволюцию колец, и обнаружили, что двумя важными элементами являются бомбардировка микрометеороидами и то, как обломки от этих столкновений распределяются внутри колец. Приняв во внимание эти факторы, исследователи сделали вывод о том, что кольца могли достичь своей нынешней массы всего за несколько сотен миллионов лет. Результаты также позволяют предположить, что их молодой возраст связан с причиной их появления — момент, когда нестабильные гравитационные силы в системе Сатурна разрушили некоторые из его ледяных лун.

«Идея о том, что культовые кольца Сатурна могут быть относительно недавней особенностью нашей Солнечной системы, была спорной, но наши новые результаты завершают тройку измерений "Кассини", которые делают этот вывод наиболее вероятным» — сказал Джефф Куцци (Jeff Cuzzi), исследователь из Эймса и соавтор одной из последних работ.

Миссия «Кассини» обнаружила, что кольца быстро теряют массу, поскольку материал из самых внутренних областей падает на планету. В третьей работе впервые даётся количественная оценка того, как быстро материал колец дрейфует в этом направлении, и метеороиды в этом играют не последнюю роль. Их столкновения с существующими частицами кольца и то, как образующиеся обломки выбрасываются наружу, создают своего рода конвейер, несущий материал кольца в направлении Сатурна. Рассчитав, что все эти толчки частиц означают для их окончательного исчезновения в планете, исследователи пришли к выводу, что он может потерять свои кольца в ближайшие несколько сотен миллионов лет.

«Я думаю, что эти результаты говорят нам о том, что постоянная бомбардировка всем этим инородным мусором не только загрязняет планетарные кольца, но и со временем должна привести к их разрушению, — сказал Пол Эстрада (Paul Estrada), исследователь из Эймса и соавтор всех трех исследований. — Вполне вероятно, что тонкие и тёмные кольца Урана и Нептуна являются результатом этого процесса».

»

С 4 мая сайт Центра малых планет Международного астрономического союза начал активно публиковать подтверждения открытий спутников Сатурна. К настоящему моменту число новых объектов превысило 28 — в результате Сатурн обошёл Юпитер и завоевал звание планеты с самым большим числом спутников в Солнечной системе.

Источник изображения: wikipedia.org

Череда открытий связана с деятельностью поисковой программы Университета Британской Колумбии (Канада) в 2019–2021 годах. В качестве основного инструмента использовался наземный телескоп CFHT. Перед открытиями учёные предсказали, что в окрестностях планеты может находиться крупная популяция нерегулярных спутников — тех, чьё движение отличается от общих правил.

Считается, что нерегулярные спутники формируются не из той же части протопланетного диска, что сама протопланета, а захватываются извне её гравитационным полем. Из-за этого орбиты нерегулярных спутников имеют более вытянутую форму и больший наклон по отношению к Сатурну. Исходя из характеристик орбит, новые спутники были причислены к инуитской и скандинавской группам, а диаметры их невелики — от 2 до 5 км. При этом учёные отметили, что вокруг планеты также могут вращаться несколько тысяч более мелких объектов с диаметром менее 1 км. Для сравнения, самым крупным её спутником является Титан с диаметром 5149 км.

Новым спутникам Сатурна присвоены следующие имена: S/2019 S 13, S/2020 S 6, S/2019 S 12, S/2006 S 14, S/2019 S 11, S/2004 S 47, S/2019 S 10, S/2004 S 46, S/2019 S 9, S/2019 S 8, S/2019 S 7, S/2006 S 13, S/2019 S 6, S/2006 S 12, S/2006 S 11, S/2004 S 45, S/2004 S 44, S/2004 S 43, S/2019 S 5, S/2006 S 10, S/2004 S 42, S/2007 S 6, S/2020 S 5, S/2020 S 4, S/2004 S 41, S/2019 S 4, S/2020 S 3, S/2007 S 5.

По итогам пополнения Сатурн стал планетой с самым большим числом спутников в Солнечной системе — теперь у него их 118. А Юпитер, прежний лидер, спустился на второе место со своими 92 спутниками.