Органическим молекулам из океана Энцелада разрешили долго храниться вблизи южного полюса

Планетологи определили, что бомбардировка заряженными частицами и ультрафиолетовое излучение Солнца не должны активно повреждать органические молекулы на поверхности в южных широтах спутника Сатурна Энцелада за счет постоянного осаждения новых частиц на поверхность из шлейфов. Таким образом, будущие автоматические аппараты могут получить уникальные пробы вещества, содержащие первичные молекулы из подповерхностного океана спутника. Статья опубликована в журнале Communications Earth&Environment.

Энцелад представляет собой одну из важнейших целей исследований в Солнечной системе для астробиологов, так как под его ледяной корой скрыт глобальный водный океан глубиной несколько десятков километров, который может быть потенциально обитаемым. Океан не замерзает из-за разогрева недр спутника в результате приливных взаимодействий с Сатурном, вода из него извергается в виде шлейфов, выбрасываемых из трещин у южного полюса. В них были найдены крупные органические молекулы, что говорит в пользу гидротермальной активности на дне океана.

Аманда Хендрикс (Amanda R. Hendrix) из Планетологического института США и Кристофер Хаус (Christopher H. House) из Университета штата Пенсильвания решили оценить эффекты воздействия на органические молекулы на поверхности Энцелада ультрафиолетового излучения и заряженных частиц различной энергии из магнитосферы Сатурна. Это важно для планирования будущих исследовательских аппаратов, которые могли быть брать пробы вещества с Энцелада для оценки его состава, в том числе состава океана, так как на поверхности спутника осаждаются частицы выбрасываемых шлейфов. Ученые использовали данные наблюдений станции «Кассини» и телескопа «Хаббл».

Органические молекулы могут разрушаться за счет фотолиза, в частности, в случае аминокислот основными путями их распада будут декарбоксилирование и дезаминирование. Исследователи пришли к выводу, что в случае экватора Энцелада период полураспада для глицина составит около 10 лет, а для фенилаланина — менее 4 лет. При этом, многие важные пребиотические и биологические молекулы значительно более устойчивы к ультрафиолету, чем аминокислоты, например, пурины и мочевина.

В случае экваториальных регионов Энцелада важную роль будет играть бомбардировка первых нескольких сантиметров поверхности электронами, хотя уровень потоков будет ниже, по сравнению со спутником Юпитера Европой или спутником Сатурна Мимасом. В более высоких широтах, особенно в южных, эти воздействия будут слабее.

Исследователи пришли к выводу, что в южных регионах, где идет активное осаждение частиц выбросов на поверхность Энцелада, ранее выпавшие зерна будут погребены под слоем новых частиц, в результате ультрафиолетовое излучение Солнца будет взаимодействовать со слоем толщиной около ста микрометров. Для регионов с более низкими скоростями осаждения частиц (около 10^-4  миллиметров в год), эффективный возраст поверхности может составлять более тысячи лет, а для регионов на широтах южнее 40 градусов южной широты возраст составит менее ста лет. Таким образом, в умеренных южных широтах можно собрать образцы реголита, содержащие первозданное органическое вещество из океана.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые заподозрили существование течений в подледном океане Энцелада.