Церера могла обладать долговременным источником энергии для обитаемости

Новое исследование NASA показало, что у карликовой планеты Церера мог быть долговременный источник химической энергии — подходящие типы молекул для поддержания некоторых микробных метаболизмов. Хотя нет доказательств существования микроорганизмов на Церере, это открытие подтверждает теории о том, что это крупнейшее тело в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером могло иметь условия, подходящие для поддержания одноклеточных форм жизни.

Данные миссии NASA Dawn, завершившейся в 2018 году, ранее показали, что яркие отражающие области на поверхности Цереры в основном состоят из солей, оставшихся от жидкости, просочившейся из недр. Последующий анализ в 2020 году выявил, что источником этой жидкости был огромный резервуар рассола под поверхностью. Другие исследования Dawn также показали наличие органического материала в форме углеродных молекул — необходимого, но недостаточного условия для поддержания микробных клеток.

Наличие воды и углеродных молекул — два ключевых элемента головоломки обитаемости Цереры. Новое открытие предлагает третий: долговременный источник химической энергии в древнем прошлом Цереры, который мог позволить микроорганизмам выжить. Этот результат не означает, что на Церере была жизнь, а скорее указывает на вероятное наличие «пищи», если бы жизнь там когда-либо возникла.

В исследовании, опубликованном в Science Advances 20 августа, авторы построили термические и химические модели, имитирующие температуру и состав недр Цереры с течением времени. Они обнаружили, что примерно 2.5 миллиарда лет назад подповерхностный океан Цереры мог иметь постоянный приток горячей воды с растворёнными газами, поднимавшейся из метаморфизованных пород каменного ядра. Тепло исходило от распада радиоактивных элементов внутри каменных недр карликовой планеты, происходившего в её молодости — внутренний процесс, характерный для нашей Солнечной системы.

«На Земле, когда горячая вода из глубоких недр смешивается с океаном, результатом часто становится буфет для микробов — пир химической энергии. Поэтому было бы важно определить, был ли в прошлом приток гидротермальной жидкости в океан Цереры», — сказал ведущий автор исследования Сэм Курвиль.

Известная нам сегодня Церера вряд ли обитаема. Она холоднее, содержит больше льда и меньше воды, чем в прошлом. Сейчас тепла от радиоактивного распада в недрах Цереры недостаточно, чтобы вода не замерзала, а оставшаяся жидкость превратилась в концентрированный рассол.

Период, когда Церера, скорее всего, была обитаема, длился от полумиллиарда до 2 миллиардов лет после её формирования (примерно 2.5–4 миллиарда лет назад), когда её каменное ядро достигло пиковой температуры. Именно тогда тёплые флюиды могли поступать в подповерхностные воды Цереры.

Карликовая планета также не имеет преимущества современного внутреннего нагрева, генерируемого приливными силами от орбиты вокруг крупной планеты, как у спутников Сатурна Энцелада и Юпитера Европы. Таким образом, наибольший потенциал Цереры для получения энергии, поддерживающей обитаемость, был в прошлом.

Этот результат также имеет значение для богатых водой объектов во всей внешней Солнечной системе. Многие другие ледяные спутники и карликовые планеты, схожие по размеру с Церерой (около 940 км в диаметре) и не имеющие значительного внутреннего нагрева от гравитационного притяжения планет, также могли иметь период обитаемости в своём прошлом.