Чтобы найти внеземную жизнь на спутниках Юпитера, зонду NASA нужно захватить пригоршню замерзших капель
Космический корабль, пролетающий сквозь ледяные шлейфы в космосе, может обнаружить инопланетную жизнь. Ученые показали, что для этого достаточно захватить несколько кристалликов льда. Ледяные гейзеры поднимаются над ледяной луной Сатурна Энцеладом и, вероятно, над ледяной луной Юпитера — Европой. Такие гейзеры поднимаются высоко над поверхностью небесных тел, и частицы льда могут быть захвачены при пролете космических зондов.
Как показали недавние исследования Энцелада, эти мощные шлейфы вырываются сквозь трещины ледяного панциря, покрывающего огромный подледный океан. В космосе вода замерзает и превращается в кристаллики льда. Но если есть жизнь в подледном океане, ее следы, наверняка, есть и в замерзших каплях. В них должны быть бактерии и органические молекулы.
Новое исследование международной команды астробиологов показывает, что космический корабль, пролетающий сквозь ледяные шлейфы, может обнаружить признаки жизни в кристаллах льда.
Фабиан Кленнер, соавтор работы говорит: «Даже если в нескольких кристалликах есть лишь крошечная органическая фракция, мы можем найти ее с помощью инструментов, установленных на зондах».
Но ученые допускают и такой вариант: из сотен тысяч ледяных кристалликов, выброшенных в космос, бактериальные клетки могут оказаться лишь в некоторых. Что тогда?
Клетки на льду
Чтобы смоделировать такой сценарий в лаборатории, Кленнер и его команда смешали клетки лиофилизированных бактерий Sphingopyxis alaskensis с жидкой водой так, чтобы в каждой капле в среднем содержалась одна бактериальная клетка. S. alaskensis, которые обычно встречаются в морских водах Аляски, приспособлены к холодным условиям и могут выживать при низком уровне питательных веществ, «что делает его лучшим аналогом внеземных организмов», — говорит Кленнер. — «Они чрезвычайно малы, поэтому теоретически способны поместиться в ледяные кристаллики, которые гейзеры выбрасывают из подледного океана Энцелада или Европы».
Исследователи использовали очень тонкую трубку для введения воды с микробами в небольшую вакуумную камеру. Капли воды имели диаметр 15 микрометров, «что немного больше, чем ледяных капли в космосе, но все равно очень маленькие», — говорит Кленнер.
Затем лазерный луч зарядил капли воды и бактерии внутри них. Используя масс-спектроскопию — метод, который способны использовать космические корабли — исследователи собрали спектры частиц: длины волн света, излучаемого частицами, и определили состав ледяных капель. Ученые обнаружили множество аминокислот и жирных кислот, и другие признаки, которые ясно указывали на наличие бактериальной клетки, которая находилась в пробе воды.
«Наши результаты дают уверенность, что с помощью новых инструментов мы сможем обнаруживать формы жизни, аналогичные земным, которые, как мы все больше верим, могут присутствовать на лунах с подледными океанами», — говорит Кленнер.
В ходе миссии продолжительностью три-четыре года космический корабль может взять образцы сотен тысяч или даже миллионов замерзших капель за десятки пролетов над луной. Даже если лишь немногие из них покажут спектры, подобные тем, что обнаружили исследователи, «шансы будут не так уж малы, что это бактериальная клетка или фрагмент клетки», — говорит Кленнер.
Возможно, найти внеземную жизнь будет много проще, чем мы думали
Анализатор пыли на борту космического корабля NASA «Кассини», который в 2005 году обнаружил шлейфы Энцелада, мог регистрировать только от 30 до 300 частиц за каждый пролет. Таким образом, зонд «определенно не был способен обнаружить бактериальные клетки, если бы они там были», — говорит Кленнер.
Миссия NASA Europa Clipper, которая должна стартовать в октябре этого года и отправиться на изучение ледяного спутника Юпитера Европы, сможет захватывать от 10 000 до 100 000 отдельных ледяных капель во время каждого пролета, что значительно повышает шансы обнаружения бактериальных клеток, если они существуют на поверхности ледяного спутника.
Используя такие аппараты, как Europa Clipper, «будет проще, чем мы думали, найти жизнь или ее следы на ледяных лунах», — говорит соавтор исследования Фрэнк Постберг, профессор планетарных наук в Свободном университете Берлина.