Фосфаты плавают в океане спутника Сатурна Энцелада

Солнечная система

Автор: Эмили Лакдавалла, 17 июня 2023 г. 6

Электронная почта (обязательно) *

Да, я хотел бы получать электронные письма от Sky & Telescope. (Вы можете отказаться от подписки в любое время)

Ученые впервые обнаружили фосфор во внеземном океане.

Помните школьную биологию? Вы узнали одну вещь: CHNOPS необходимы для жизни. CHNOPS означает шесть легких элементов, необходимых каждому известному организму: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера. Пять из них широко распространены по всей Солнечной системе, но фосфор встречается редко и редко обнаруживается. (Возможно, вы помните шумиху вокруг фосфина в атмосфере Венеры.) На этой неделе исследователи объявили о первом обнаружении фосфора во внеземном океане.

В исследовании, проведенном под руководством Фрэнка Постберга из Свободного университета Берлина и опубликованном в журнале Nature, были изучены общедоступные архивные данные, собранные анализатором космической пыли (CDA) на борту орбитального аппарата НАСА Кассини, когда он неоднократно проходил через кольцо E Сатурна. Кольцо E представляет собой тонкий, но очень широкий пончик из материала, вращающегося вокруг Сатурна, который наиболее плотен вблизи орбиты спутника Энцелада. Данные Кассини уже продемонстрировали, что южные полярные гейзеры Энцелада, зарождающиеся в подкорковом океане, являются источником ледяных частиц кольца E.

Большая часть кольца E состоит из изолированных молекул воды, но оно содержит и более крупные частицы. Эти более крупные частицы (вероятно) являются крошечными замороженными каплями океана Энцелада. Поэтому они содержат не только воду, но и все соли, растворенные в океанской воде Энцелада. CDA обнаружил эти частицы, когда они на очень высокой скорости ударялись о мишень из металлического родия внутри прибора и испарялись. Положительно заряженные ионы внутри этого пара попадали в электрически заряженный детектор прибора, который разделял ионы по атомным массам и подсчитывал количество ионов каждой массы.

Исследовательская группа Постберга изучила 345 таких частиц в архивах данных CDA. Девять из этих частиц содержали значительное количество ионов с массой 125, 165 и 187 атомных единиц, соответствующих различным фрагментам того, что изначально было минералом фосфатом натрия (Na3PO4). Лабораторные эксперименты с использованием мощного лазера для уничтожения раствора фосфата натрия в воде дали ионы одинаковой массы. Фосфат в океане Энцелада будет поступать из богатой карбонатами океанской воды, просачивающейся сквозь горные породы и реагирующей с минералами фосфата кальция (апатита) с образованием карбоната кальция (кальцита) и фосфата натрия.

Обнаружить редкий элемент – это здорово, но какое это имеет значение? В исследовании поясняется, что «наличие фосфора будет узким местом для жизненно важных элементов на Энцеладе и других ледяных океанских мирах с потенциальной гидротермальной активностью и без суши». Обнаружение фосфатных солей в кольце E означает, что океан Энцелада «имеет высокую доступность растворенного [фосфора], который, таким образом, крайне маловероятен, чтобы стать ограничивающим фактором в выживании предполагаемой жизни на Энцеладе — и, возможно, также на других океанских мирах. ».

Чтобы внести ясность: это не обнаружение жизни или что-то близкое к этому. Это устранение одной конкретной озабоченности по поводу того, есть ли в одном конкретном мире необходимое сырье для жизни. Именно так работает наука, маленькими шагами; для тех из нас, кто надеется найти жизнь где-то еще, это шаг в правильном направлении.

Энтони Баррейро

17 июня 2023 г., 17:55

Планетарная наука все больше и больше становится похожей на геологию и все меньше и меньше на астрономию!

Фосфор также является ограничивающим фактором для жизни на Земле. Синтетические удобрения представляют собой различные составы азота, фосфора и калия – NPK.

Войдите, чтобы ответить

Вам нужно войти чтобы оставить комментарий.