Признаки жизни можно обнаружить в отдельных ледяных частицах, выбрасываемых спутниками планет
Ледяные океаны некоторых спутников Сатурна и Юпитера — главные кандидаты в поисках внеземной жизни. Лабораторное исследование под руководством Вашингтонского университета и Свободного университета Берлина показало, что отдельные ледяные частицы, выбрасываемые с этих небесных тел, могут содержать достаточно материала для обнаружения признаков жизни приборами будущих миссий.
«Впервые мы показали, что даже крошечная доля клеточного материала может быть идентифицирована масс-спектрометром на борту космического аппарата», — заявил ведущий автор Фабиан Кленнер. Результаты повышают уверенность, что с помощью новых приборов можно будет обнаружить формы жизни, подобные земным, на спутниках с океанами.
Исследование с открытым доступом опубликовано в Science Advances.
Подготовка к миссии Europa Clipper
Миссия «Кассини» обнаружила трещины у южного полюса Энцелада (спутник Сатурна), из которых выбрасываются струи газа и ледяных частиц. Миссия NASA Europa Clipper, запуск которой запланирован на октябрь, будет изучать ледяной спутник Юпитера Европу.
Чтобы подготовиться к миссии, исследователи смоделировали, что могут обнаружить новые приборы. В эксперименте тонкая струя жидкой воды в вакууме распадалась на капли, которые затем анализировались с помощью лазера и масс-спектрометрии, имитируя работу приборов зонда.
Ключевые результаты
- Приборы будущих миссий, такие как SUrface Dust Analyzer на борту Europa Clipper, способны обнаружить клеточный материал в одной из сотен тысяч ледяных частиц.
- Исследование сфокусировалось на бактерии Sphingopyxis alaskensis, обитающей в холодных водах у Аляски. Её малый размер, способность жить в холоде при скудном питании делают её хорошим аналогом потенциальной жизни на ледяных спутниках.
- Анализ отдельных ледяных частиц, где биоматериал может быть сконцентрирован, эффективнее, чем усреднение по большой выборке из миллиардов частиц.
Правдоподобный сценарий попадания жизни в лед
Авторы предполагают, что если бактериальные клетки заключены в липидную мембрану, они могут образовывать плёнку на поверхности океана. В условиях вакуума космоса подповерхностный океан вскипает, пузырьки газа поднимаются и лопаются на поверхности, включая клеточный материал в ледяные частицы, которые затем выбрасываются в космос.
Преимущества новых инструментов
SUrface Dust Analyzer на Europa Clipper будет мощнее приборов прошлых миссий и впервые сможет обнаруживать отрицательно заряженные ионы, что улучшит поиск жирных кислот и липидов.
«Для меня поиск липидов или жирных кислот даже более интересен, чем поиск строительных блоков ДНК, потому что жирные кислоты, по-видимому, более стабильны», — отметил Кленнер.
«С помощью подходящих приборов найти жизнь или её следы на ледяных спутниках может быть проще, чем мы думали», — заключил старший автор Франк Постберг.