Струмені, що б’ють прямо в космос біля південного полюсу супутника Сатурна Енцелада, свідчать про наявність під кригою океану. Цей океан солоний і науковці досі сперечаються щодо того, чи можна по складу солі в ньому встановити наявність життя.
Затримка води всередині кристалів натрону
Океан під супутником Сатурна Енцеладом перебуває під кілометрами льоду, але деякі його складові все ж досягають поверхні. Струмені біля південного полюса викидають водяну пару та крижані частинки, що дає змогу досліджувати прихований океан, не пробиваючись до нього. Складність полягає в тому, щоб зрозуміти, який матеріал зберігає найбільш корисні підказки. Нове лабораторне дослідження вказує на можливу ціль: кристали солі, які захоплюють маленькі кишеньки води під час замерзання.
Ліам Перера з Diamond Light Source у Великій Британії та його колеги знайшли ці кишеньки всередині натрону — мінералу карбонату натрію, який, як очікується, утворюється на Енцеладі. Їхні результати, опубліковані в Communications Earth & Environment, свідчать про те, що кристали можуть зберігати інформацію про хімію океану і, можливо, сліди життя, якщо воно там існує.
Щоб визначити, який мінерал на поверхні буде найкращим кандидатом, команда охолодила розчин, що містив хлорид натрію та карбонат натрію, використовуючи потужні рентгенівські промені, щоб спостерігати його замерзання. Тривимірні зображення показали зростання кристалів та їхню внутрішню структуру, а вимірювання того, як кристали розсіюють рентгенівські промені, дозволили визначити присутні мінерали.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналів Місяць, Сонце та Юпітер & Сатурн
До товаруКоли натрон ріс, він захоплював кишеньки навколишньої рідини. Більші кристали частіше містили такі кишеньки і зазвичай утримували більші зразки. Лише близько 3 % із майже 3800 відокремлених зерен містили включення рідини, як їх називають дослідники, але всі 29 зерен у найбільшій категорії розміру мали їх. Це робить кристали потенційно корисними контейнерами: кожна кишенька могла зберігати невеликий зразок води, яка була присутня, коли вона замкнулася.
Хоча новий експеримент показує, що натрон може ловити рідину під час замерзання, чи може він також захоплювати й зберігати біологічний матеріал, досі не перевірено. Автори припускають, що навколишній мінерал може допомогти захистити будь-який такий матеріал від шкідливого випромінювання.
Кристали солі можуть містити інформацію про воду Енцелада
Однак захоплений зразок не обов’язково буде незмінною краплею океану Енцелада. Дослідники використовували розчин приблизно в п’ять разів концентрованіший, ніж оцінки на основі частинок, взятих зондом NASA «Кассіні». Це допомогло отримати кристали достатніх розмірів, щоб їх можна було досліджувати. У цій концентрованій суміші великі кристали натрону почали зростати ще до формування основного льоду, захоплюючи рідину, яка, як очікувалося, залишалася близькою до початкового складу.
У менш концентрованому, океаноподібному розчині, ймовірно, спершу утворився б лід. Під час його зростання розчинені солі залишалися б позаду, концентруючи залишкову воду. Натрон, що утворювався пізніше, захоплював би цю більш солону рідину.
Але обидва варіанти могли дати дослідникам корисну інформацію: один надавав би більш точний запис про первісну воду, а інший показував би, як замерзання її змінювало. Форми кристалів та матеріал навколо них могли б допомогти розрізнити ці історії. За температур, характерних для поверхні Енцелада, захоплена вода замерзла б.
Де шукати натрон?
Натрон, хоча і є провідним кандидатом для астробіологічних досліджень, досі не підтверджений на поверхні Енцелада. Команда рекомендує, щоб майбутні космічні апарати мали чутливі прилади для ближнього інфрачервоного діапазону, щоб його виявляти та керувати відбором зразків.
Свіжі відкладення біля жерл фонтана можуть бути особливо перспективними джерелами. Великі краплі охолоджуються повільніше, даючи кристалам час і місце для росту; дуже швидке охолодження може завадити натрону кристалізуватися. Дослідники пропонують, що більші частинки, багаті на сіль, також із більшою ймовірністю падають назад біля жерл.
Тому знаходження мінералу було б лише частиною пошуку. Важливими були б також його місцезнаходження та стан. Натрон повинен залишатися стабільним у надзвичайно холодних умовах місяця, але тепліша місцевість біля вентиляційних отворів могла б поступово витягати воду з його кристалічної структури. Недавно відкладені кристали могли б забезпечити найкращу комбінацію — матеріал, принесений із внутрішніх шарів, з його мікроскопічними порожнинами ще цілим.
