Спостереження автоматичної міжпланетної станції Cassini показали, що на супутнику Сатурна Енцеладі є внутрішній рідкий океан. Аналіз шлейфу океанічного матеріалу, викинутого в космос, передбачає, що на морському дні присутні лужні гідротермальні джерела. Це вдалося встановити завдяки наявності у шлейфах води деяких елементів: дигідрогену монооксиду, вуглекислого газу та метану. Але кількість метану здивувала вчених, адже не можна було пояснити його кількість лише гідротермальною діяльністю.
Цікаво Дослідник NASA пропонує шукати життя на супутнику Сатурна
Енцелад в розрізі / Фото NASA
Детальніше про дослідження
Науковці хотіли зрозуміти, чи можуть земні мікроби метаногени, які споживають дигідроген та виробляють метан пояснити незвичайно великий вміст останнього у водах Енцелада. Проте пошук цих мікроорганізмів на самому супутнику – справа навіть не найближчого десятиліття. Тому вчені вирішили розв'язати цю загадку завдяки математиці.
Вчені побудували математичні моделі для розрахунку ймовірності того, що різні процеси, включаючи біологічний метаногенеза, можуть пояснити дані Cassini. Ці нові математичні моделі поєднують геохімії та мікробну екологію, для аналізу даних про шлейфи, які зафіксував Cassini й моделювання можливих процесів, які найкраще пояснюють високий вміст метану.
Цікаво На супутнику Сатурна виявили органіку: що це означає
Шлейфи води Енцелада, сфотографовані АМС Cassini / Фото NASA
Процес дослідження
На Землі метан може виникати в результаті гідротермальної діяльності, але повільними темпами. Більша частина метану виникає відбувається завдяки діяльності мікроорганізмів, які використовують хімічну нерівновагу дигідрогену як джерело енергії та виробляють метан з вуглекислого газу в процесі, званому метаногенез.
Дослідники оцінили, яке гідротермальне виробництво дигідрогену найкраще відповідає спостереженням Cassini, і чи може це виробництво забезпечити достатньо "їжі" для підтримки популяції земних гідрогенотрофних метаногенів. Для цього вони розробили модель динаміки популяції гіпотетичних гідрогенотрофних метаногенів. Їхня теплова та енергетична ніша була змодельована на основі відомих штамів на Землі.
Слідом науковці запустили модель, щоб побачити, чи можуть задані хімічні умови забезпечити сприятливе середовище для росту цих гіпотетичних бактерій. Окрім цього, вчені дослідили вплив гіпотетичної популяції на навколишнє середовище, щоб зрозуміти яка кількість дигідрогену та метану тепер буде спостерігатися у водяних шлейфах.
Більше про Енцелад Планетологи припустили існування течій під товщею криги у океані Енцелада
Отримані результати
Вчені виявили, що навіть найпозитивніша оцінка впливу, який не спричинений діяльністю живих організмів та базується на відомій людству гідротермальній хімії не може пояснити високу концентрацію метану у воді далекого супутника Сатурна.
Проте, якщо у "рівняння" додати біологічний фактор, як це зробили дослідники, то все стає на свої місця. Тому шанс знайти на Енцеладі життя зростає.
Вчені не виключають й інші можливості високої концентрації хімічних речовин у воді. Наприклад, вони говорять, що метан може утворитися в результаті хімічного розкладання первинної органічної речовини, яка може бути присутньою в ядрі Енцелада й може бути частково перетворена в дигідроген, метан та вуглекислий газ в результаті гідротермального процесу.
Тому автори дослідження не стверджують, що на Енцеладі існує життя.