Можно ли обнаружить жизнь на других планетах?
Приборы будущих космических миссий способны обнаруживать аминокислоты, жирные кислоты и пептиды, а также идентифицировать текущие биологические процессы на океанических лунах в нашей Солнечной системе. К такому выводу пришла международная команда учёных под руководством исследователей из группы планетарных наук Свободного университета Берлина в двух исследованиях, опубликованных в рецензируемом научном журнале Astrobiology.
Спутник Сатурна Энцелад известен выбросами струй газа и ледяных зёрен из подповерхностного океана, расположенного под ледяной корой, в космос. Аналогичное явление предполагается на спутнике Юпитера Европе. Состав этих ледяных частиц можно анализировать с помощью ударно-ионизационных масс-спектрометров на космических аппаратах.
В первом исследовании учёные провели лабораторные эксперименты, моделирующие масс-спектры ледяных зёрен. Используя аминокислоты, жирные кислоты и пептиды, они предсказали спектральный вид этих органических биомолекул, которые могут быть заключены в ледяные зёрна.
«Наши данные показывают, что эти потенциально биогенные органические молекулы чётко идентифицируются даже при очень низких концентрациях», — объясняет Фабиан Кленнер, ведущий автор обоих исследований.
Во втором исследовании команда задалась вопросом: можно ли с помощью бортового масс-спектрометра идентифицировать текущие биологические процессы?
«Просто идентифицировать эти биосигнатуры недостаточно. Аминокислоты, например, могут быть произведены и чисто химическим путём, без участия жизни. Нам нужно определить определённый спектральный паттерн различных аминокислот, чтобы быть уверенными, что работают биологические процессы», — говорит профессор Франк Постберг, соавтор второго исследования.
Команда исследовала поведение смесей потенциальных биомолекул в реалистичном сценарии океанического мира с добавлением многочисленных фоновых соединений. Учёным удалось дифференцировать абиотические и биотические органические «отпечатки пальцев» в результирующих масс-спектрах.
«Обнаружение химии, указывающей на жизнь, в инопланетном водном мире путём отбора проб всего нескольких крошечных ледяных зёрен, станет решающим шагом на пути к обнаружению жизни за пределами Земли, и мы показали, что это возможно с помощью масс-спектрометра, установленного на космическом аппарате, пролетающем мимо», — добавил Фабиан Кленнер.
Результаты этой работы особенно актуальны в свете запланированного на 2024 год запуска миссии NASA Europa Clipper к спутнику Юпитера Европе. На борту аппарата будет масс-спектрометр, пригодный для обнаружения биомолекул, а группа планетарных наук Свободного университета Берлина входит в состав научной команды миссии.