За първи път фосфор – най-редкият от шестте елемента, от които зависи животът, какъвто го познаваме – е открит на млада океанска луна в нашата слънчева система.
Учените анализират данните, изпратени у дома от НАСА Космически кораб Касини Преди близо 15 години те казаха, че са открили изобилие от фосфор в гейзери, които рутинно изригват в космоса от Енцеладмалка луна от Сатурн И едно от най-вероятните места в Слънчева система Където може да съществува живот.
Енцелад е покрита с лед луна, която крие огромен океан от течна вода под ледена кора. Учените преди това са открили други градивни елементи за живота в лунния океан, включително въглерод, водород, азот, сяра и кислород. Въпреки това, фосфорът, който се комбинира със захари, за да образува скелет за ДНК молекулите и също така помага за възстановяването и поддържането на клетъчните мембрани, досега избегнато откриване.
Свързани: Спътникът на Сатурн Енцелад изригва воден стълб с височина 6000 мили. Възможно ли е животът да се крие под ледената му кора?
Интригуващите нови открития показват, че концентрациите на фосфор на Енцелад са поне 500 пъти по-високи от най-високите известни концентрации на Земята. Земяокеани. Откритието, обявено в изследователска статия, публикувана в сряда (14 юни), показва, че ледената луна, която вече е един от най-добрите кандидати в търсенето на извънземен живот, сега отговаря на „най-строгите изисквания за обитаемост“.
„Не открихме живот или дори нещо, създадено от живота“, каза Франк Постберг, професор по планетарни науки в Freie Universität Berlin в Германия, който ръководи изследването, пред Space.com. Той добави: „Току-що открихме признаци на нещо, което показва, че там може да се формира живот. Това е просто индикатор за обитаемост, много добър и важен индикатор.“
През последните пет години Постбърг и колегите му изучават данни, събрани от Касини през 2008 г., когато космическият кораб прелетя и „вкуси“ гейзерите, които имаше Енцелад. изхвърлен в космоса. Тези мощни водни струи вероятно се задействат, когато гравитацията на газовия гигант Сатурн притисне луната, затопляйки нейната скалиста вътрешност. След това водата под налягане тече през пукнатини в ледената кора, взривявайки пространството със 79 галона (360 литра) в секунда, достатъчно бързо, за да напълни плувен басейн с олимпийски размери само за два часа. Докато по-голямата част от материала на шлейфа пада като сняг върху повърхността на луната, част от него също се захранва СатурнПръстен Е, слаб ореол от малки ледени частици. Именно тези частици се сблъскаха с инструментите на Касини по време на прелитането му.
докато предишно търсене Въз основа на компютърни модели, които заключват, че може да има фосфор на Енцелад, това е първият път, когато елементарният компонент е директно наблюдаван в материал от гейзерите на Енцелад.
„Единственото косвено нещо е, че фосфатните соли са открити в пръстена E на Сатурн, а не в самия полюс“, казва пред Space.com Кристофър Глен, планетарен учен и геохимик в Югозападния изследователски институт в Тексас и един от авторите на новото изследване. . „Но ние знаем, че шлейфът на Енцелад се подава в пръстена E. Тук няма никаква мистерия“, добави той.
Докато преглеждаше измерванията на повече от 300 ледени зърна, взети от космическия кораб „Касини“, и данните, възпроизведени в лабораторията за целите на валидирането, екипът зад новото проучване откри девет зърна, които съдържаха ясен отпечатък от фосфат, единствената форма на фосфор, която Може да абсорбира живи организми И те се използват от тях за растеж.
„Беше объркващ момент, когато за първи път разбрах, че тези спектри най-вероятно показват фосфати“, каза Постберг, добавяйки, че екипът му е бил неутрален, докато е анализирал данните. „Признавам, че фосфатите са може би най-доброто нещо, което можахме да намерим, но не ги търсихме специално.“
Учените са разделени относно наличието на фосфор на Енцелад. а Проучване 2018 г Типичните концентрации на фосфор на Луната предполагат, че решаващият елемент ще бъде изчерпан в океаните на Луната и следователно ще бъде недостъпен за потенциален живот. Новото проучване обаче „преобръща откритията ми от предишния ми модел“, каза Манасви Лингам, който ръководи изследването през 2018 г., но не беше част от новото проучване, пред Space.com. „В науката е обичайно старите теории да бъдат заменени от по-нови теории и подобрени данни – всъщност това е начинът, по който областта напредва.“
Резултатите от последното проучване са в съответствие с това, което екип от учени, включително Глен, установи през 2022 г. Използвайки актуализирани геохимични модели, екипът успя да оценени Този ортофосфат всъщност ще се разтвори с много по-висока скорост от очакваното преди това във водите на Енцелад, което ще доведе до океан, който може да бъде 1000 пъти по-богат на фосфор от този на Земята.
Новото проучване заключава също, че ортофосфатът е „лесно достъпен“ в океаните на Енцелад, като най-добрата оценка за изобилието на този фосфат е 1000 пъти повече, отколкото в океаните на Земята. На Земята фосфорът се освобождава от скалите по време на ерозия и изветряне на сушата, което Енцелад няма. Вместо това учените смятат, че взаимодействията между водите на океана на Луната и скалите, които изграждат ядрото му, разтварят големи количества фосфор в океана.
„Никой не би се изненадал, ако има фосфати в скалата на Енцелад. Има фосфати върху кометите… не е голяма работа“, каза Постберг. „Важното е обаче, че се разтваря в океана [it’s] лесно достъпен за потенциалното образуване на живот.
Това откритие има последици отвъд ъгъла на Енцелад в Слънчевата система. Фосфорът е много оскъден в естествените води, защото лесно реагира с положително заредени атоми като калций, за да образува калциев фосфат, който улавя фосфора и по този начин го прави негоден за форми на живот. Но Енцелад е в състояние да приеме толкова големи количества разтворен фосфор, защото съдържа това, което учените наричат океан от сода.
Содовите океани или содовите езера са богати на карбонати – минерали, които съдържат въглероден диоксид и се образуват лесно във водата. Карбонатите се свързват с други елементи, като калций, оставяйки фосфора достъпен за живот. Този процес може да се види на Земя също. Езерото Моно в Калифорния, содовите езера в Невада и езерото Боракс в Орегон са само няколко примера за содови езера, където богатите екосистеми могат да оцелеят. Известно е, че другаде по света, Африка, Азия и Европа имат подобни содови езера.
В Слънчевата система небесните тела, които съдържат океани отвъд линията на замръзване – произволната точка в системата между астероидния пояс и орбитата на Юпитер, отвъд която въглеродът и ледът започват да се кондензират в твърди ледове – неизбежно ще имат содов океан, според ново проучване.
Постбърг и неговият екип откриха големи количества карбонати в ледените зърна, взети от Касини, което показва, че океански светове като Енцелад – като четирите най-големи луни на Уран, които наскоро бяха Установено е, че съдържа погребани океани – Всички тези „содови океани трябва да разтварят лесно фосфатите от скалата“, каза Постберг.
Планетните градивни елементи, от които са образувани всички планети и луни на Слънчевата система, са богати на карбонати, така че всяко небесно тяло във външната част на Слънчевата система, което има океан в контакт със скала, може да приюти содово езеро, което може да съдържа изобилни количества фосфат.
„Тези карбонати, това е нещо обичайно във външната слънчева система“, каза Постберг. „Това се отнася не само за Енцелад, но и за всички океански светове във външната слънчева система.“
Така че докато точното количество фосфор в океана на Енцелад все още е приблизителна оценка – изследователите казват, че локалните концентрации могат да останат по-високи или по-ниски, тъй като все още не знаем всичко за функционирането на луната – дебатът дали самият фосфор е критичен компонент за животът, съществуването на повърхността на Луната изглежда най-накрая е уредено.
„Това е обитаемо – очевидно е трудно да се оспори това – но не знаем дали е обитаемо“, каза Постберг.
Изследователите знаят малко, ако изобщо знаят какво се случва с океанската вода на Енцелад, докато тя излиза от океана, през ледената кора и излиза в космоса. Изясняването на това как работи този процес на прехвърляне ще ни даде по-добро разбиране на оценките за обитаемост на луната от измервания на космически кораби, според Глен.
„Мисля, че сме готови за предизвикателството!“ Той каза.
Новото изследване е описано в A хартия Публикувано в сряда (14 юни) в списание Nature.
„Тотален фен на Twitter. Нежно очарователен почитател на бекона. Сертифициран специалист по интернет.“
More Stories
Новата платформа за редактиране на епигенома позволява прецизно програмиране на епигенетични модификации
Вижте как гигантските слънчеви петна растат и стават 15 пъти по-големи от Земята (видео)
Северното сияние вероятно ще се вижда в по-голямата част от Съединените щати поради слънчевата буря