stringtranslate.com

Поиск жизни на Энцеладе

Вид Энцелада, сделанный «Вояджером-2» в 1981 году: вертикальные бороздки Самарканд (внизу по центру); кратеры Али-Баба и Аладдин (вверху слева)

Enceladus Life Finder ( ELF ) — это предлагаемая концепция астробиологической миссии для космического корабля НАСА, предназначенного для оценки обитаемости внутреннего водного океана Энцелада , который является шестым по величине спутником Сатурна [ 1] [2] из не менее 146 спутников, и, по-видимому, по химическому составу похож на кометы . [ 3] Космический зонд будет вращаться вокруг Сатурна и многократно пролетать через гейзероподобные струи Энцелада . Он будет питаться энергией, поставляемой солнечными батареями космического корабля .

Обзор

Южный полюс Энцелада — гейзеры выбрасывают воду из многих мест вдоль «тигровых полос» .

Миссия Enceladus Life Finder была впервые предложена в 2015 году для финансирования миссии Discovery 13 [2] , а затем в мае 2017 года она была предложена для программы NASA New Frontiers Mission 4 [4] [5] [6], но не была выбрана. [7]

Если в будущем будет выбрана другая возможность, миссия ELF будет искать биосигнатуры и биомолекулы в гейзерах Энцелада. Южные полярные струи поднимают воду, соли и органические молекулы на десятки миль над поверхностью луны из подземного регионального океана. Гипотеза заключается в том, что вода нагревается термальными источниками, похожими на те, что находятся глубоко в океанах Земли. Инструменты ELF будут измерять аминокислоты — строительные блоки белков — анализировать жирные кислоты и определять, мог ли метан (CH 4 ), обнаруженный в шлейфах, быть произведен живыми организмами . [2]

В 2008 году орбитальный аппарат Кассини пролетел через шлейф и проанализировал материал с помощью своего нейтрального масс-спектрометра . Орбитальный аппарат обнаружил простые органические вещества, включая метан (CH 4 ), оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO 2 ) , азот и сложные органические соединения . [8] Кассини также обнаружил натрий и калий в концентрации, подразумевающей соленый жидкий океан. [8] Однако у Кассини не было оборудования с чувствительностью, необходимой для прямого анализа. [1] [8]

14 декабря 2023 года астрономы сообщили о первом обнаружении в шлейфах Энцелада цианистого водорода , возможного химического вещества, необходимого для жизни , какой мы ее знаем, а также других органических молекул , некоторые из которых еще предстоит лучше идентифицировать и понять. По словам исследователей, «эти [недавно открытые] соединения потенциально могут поддерживать существующие микробные сообщества или управлять сложным органическим синтезом, ведущим к возникновению жизни ». [9] [10]

Концепция миссии

Составная карта южного полярного региона Энцелада, на которой показаны трещины, называемые «тигровыми полосами», в местах расположения гейзеров.

Миссия Enceladus Life Finder (ELF) будет изучать последствия открытий, сделанных орбитальным аппаратом Cassini в 2005 году, об активном выбросе струй из Энцелада и существовании океана внутри него. Концепция миссии предполагает, что орбитальный аппарат ELF пролетит 8–10 раз через струи воды, запущенные над южным полюсом Энцелада в течение 3 лет. [2] Гейзеры могут обеспечить легкий доступ для отбора проб из подповерхностного океана луны, и если в нем есть микробная жизнь , ледяные частицы из моря могут содержать доказательства, необходимые астробиологам для их идентификации. [11] Главный исследователь — Джонатан Лунин из Корнеллского университета в Итаке, штат Нью-Йорк.

Цели

Цели миссии вытекают непосредственно из последнего десятилетнего исследования: во-первых, определить первоначальные источники органики и места органического синтеза в настоящее время; и, во-вторых, определить, существуют ли на Энцеладе современные места обитания , где условия для жизни могли бы существовать сегодня, и существует ли там жизнь в настоящее время. [1] Для достижения этих целей миссия ELF ставит перед собой три задачи: [1]

  1. Измерить распространенность тщательно отобранного набора нейтральных видов, некоторые из которых были обнаружены Кассини , чтобы выяснить, претерпели ли органические и летучие вещества, поступающие с Энцелада, термические изменения с течением времени.
  2. Определить характеристики внутренней морской среды — pH , степень окисления , имеющуюся химическую энергию и температуру, — которые позволят охарактеризовать способность внутренних органов поддерживать жизнь.
  3. Найти признаки того, что органические вещества являются результатом биологических процессов, с помощью трех независимых типов химических измерений, которые широко признаны в качестве диагностических средств для определения жизни.

Предлагаемая научная полезная нагрузка

Художественное представление возможной гидротермальной активности на Энцеладе.

Космический аппарат ELF будет использовать два масс-спектрометра для оценки обитаемости внутренней океанической среды. Полезная нагрузка состоит из MASPEX и ENIJA, оптимизированных для анализа газа и зерен соответственно: [1] [8]

Космический аппарат «Кассини» измерил небольшие частицы кремния , обычно образующиеся при температуре 90 °C или выше, вытекающие из Энцелада. [12] Размер и состав частиц позволяют предположить, что они происходят из-за текущей гидротермальной активности , [13] [14] [15] [16] где океан луны встречается с подстилающей породой, являющейся основной средой обитания жизни. [12] [17]

Инструменты ELF проведут три вида тестов, чтобы свести к минимуму неоднозначность, связанную с обнаружением жизни. [1] [8] Первый тест будет искать характерное распределение аминокислот (строительных блоков белков ). Второй тест определит, смещено ли распределение числа углерода в жирных кислотах или изопреноидах в сторону определенного правила (четное, нечетное или делимое на небольшое целое число). Третий тест будет измерять изотопные соотношения углерода и водорода , а также обилие метана относительно других алканов, чтобы оценить, попадают ли значения в диапазон биологических процессов. [8]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdef Лунин, Джонатан И.; Уэйт, Джек Хантер-младший; Постберг, Фрэнк; Спилкер, Линда Дж. (2015). Поиск жизни на Энцеладе: поиск жизни на пригодной для жизни луне (PDF) . 46-я конференция по науке о Луне и планетах (2015). Хьюстон (Техас): Институт луны и планет.
  2. ^ abcd Кларк, Стивен (6 апреля 2015 г.). «Различные пункты назначения рассматриваются для нового межпланетного зонда». Space Flight Now . Получено 7 апреля 2015 г.
  3. ↑ Баттерсби, Стивен (26 марта 2008 г.). «Спутник Сатурна Энцелад на удивление похож на комету». New Scientist . Получено 16 апреля 2015 г.
  4. ^ Кофилд, Калла (14 апреля 2017 г.). «Источник подземной энергии Энцелада: что это значит для поиска жизни». Space.com .
  5. ^ Чанг, Кеннет (15 сентября 2017 г.). «Назад к Сатурну? Предлагается пять миссий после Кассини». The New York Times .
  6. ^ Манн, Адам (2017). «Внутренние механизмы: ледяные океанские миры предлагают шансы найти жизнь». Труды Национальной академии наук . 114 (18): 4566–4568. Bibcode : 2017PNAS..114.4566M. doi : 10.1073/pnas.1703361114 . ISSN  0027-8424. PMC 5422794. PMID 28461387  . 
  7. ^ Гловац, Элана (20 декабря 2017 г.). «Новая миссия NASA Frontier будет искать инопланетную жизнь или раскрывать историю Солнечной системы». IB Times .
  8. ^ abcdef Лунин, Джонатан И. «Поиск жизни в системе Сатурна: искатель жизни на Энцеладе» (PDF) . Команда ELF . Институт Луны и планет . Получено 7 апреля 2015 г. .
  9. ^ Чанг, Кеннет (14 декабря 2023 г.). «Ядовитый газ намекает на потенциальную возможность жизни на океаническом спутнике Сатурна — исследователь, изучавший ледяной мир, сказал, что «перспективы развития жизни на Энцеладе становятся все лучше и лучше». The New York Times . Архивировано из оригинала 14 декабря 2023 г. . Получено 15 декабря 2023 г. .
  10. ^ Питер, Джона С.; и др. (14 декабря 2023 г.). «Обнаружение HCN и разнообразной окислительно-восстановительной химии в шлейфе Энцелада». Nature Astronomy . arXiv : 2301.05259 . doi :10.1038/s41550-023-02160-0. Архивировано из оригинала 15 декабря 2023 г. . Получено 15 декабря 2023 г. .
  11. ^ Гронстал, Аарон (30 июля 2014 г.). «Энцелад в 101 гейзере». NASA Astrobiology Institute . Архивировано из оригинала 16 августа 2014 г. Получено 8 апреля 2015 г.
  12. ^ ab Witze, Alexandra (11 марта 2015 г.). "На спутнике Сатурна обнаружены намеки на горячие источники". Nature News . Получено 7 апреля 2015 г.
  13. ^ «Океан внутри Энцелада может быть местом гидротермальной активности». SpaceRef . 11 марта 2015 г.
  14. ↑ Платт, Джейн; Белл, Брайан (3 апреля 2014 г.). «Космические средства NASA обнаружили океан внутри спутника Сатурна». NASA . Получено 3 апреля 2014 г.
  15. ^ Иесс, Л.; Стивенсон, диджей; Паризи, М.; Хемингуэй, Д.; Джейкобсон, РА; Лунин, Джонатан И.; Ниммо, Ф.; Армстронг, JW; Асмар, Юго-Запад; Дуччи, М.; Тортора, П. (4 апреля 2014 г.). «Гравитационное поле и внутренняя структура Энцелада» (PDF) . Наука . 344 (6179): 78–80. Бибкод : 2014Sci...344...78I. дои : 10.1126/science.1250551. PMID  24700854. S2CID  28990283.
  16. ↑ Амос, Джонатан (3 апреля 2014 г.). «Спутник Сатурна Энцелад скрывает „великое озеро“ воды». BBC News . Получено 7 апреля 2014 г.
  17. ↑ Андерсон, Пол Скотт (13 марта 2015 г.). «Кассини находит доказательства гидротермальной активности на спутнике Сатурна Энцеладе». AmericaSpace . Получено 7 апреля 2015 г.