Նոր լաբորատոր հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ որոշ օրգանական մոլեկուլներ, որոնք նախկինում հայտնաբերվել են Սատուրնի Էնցելադ արբանյակից արտանետվող պլյումներում, կարող են լինել բնական ճառագայթման արդյունքներ, այլ ոչ թե գալիս են արբանյակի ենթամակերևույթային օվկիանոսից: Այս բացահայտումը բարդացնում է այդ միացությունների աստղակենսաբանական նշանակության գնահատումը:

Էնցելադը թաքցնում է գլոբալ օվկիանոս իր սառցե կեղևի տակ: Այդ հեղուկ ջրամբարից նյութը դուրս է նետվում տիեզերք՝ հարավային բևեռի սառցե ճեղքերով, ձևավորելով փոշու չափի սառցե մասնիկների պլյումներ, որոնք տարածվում են հարյուրավոր կիլոմետրեր: Այդ նյութի մեծ մասը ընկնում է հետ մակերևույթ, բայց մի մասը մնում է ուղեծրում՝ դառնալով Ս Satուրնի արտաքին և ամենալայն օղակի՝ E օղակի բաղադրիչ:

2005-ից 2015 թվականներին NASA-ի Cassini տիեզերանավը բազմիցս անցել է այդ պլյումներով և հայտնաբերել օրգանական մոլեկուլների բազմազանություն: Այդ գտածոները դիտարկվում էին որպես քիմիապես հարուստ և պոտենցիալ բնակելի միջավայրի վկայություն սառցի տակ, որտեղ կարող են հասանելի լինել կյանքի համար անհրաժեշտ մոլեկուլները: Սակայն նոր հետազոտությունը առաջարկում է բացատրություն, համաձայն որի ճառագայթումը, այլ ոչ թե կենսաբանությունը, կանգնած է առնվազն որոշ օրգանական մոլեկուլների առկայության հետևում:

Տիեզերական ճառագայթման դերը

Էնցելադի մակերևույթի մոտ պայմանները մոդելավորելու համար պլանետաբան Գրեյս Ռիչարդսի ղեկավարությամբ հետազոտողների թիմը (Հռոմի Աստղաֆիզիկայի ազգային ինստիտուտի պոստդոկ) ստեղծել է ջրի, ածխածնի երկօքսիդի, մեթանի և ամոնիակի խառնուրդ՝ արբանյակի մակերևույթային սառցի հիմնական սպասվող բաղադրիչներ: Խառնուրդը սառեցրել են մինչև −200°C վակուումային խցիկում և ճառագայթել ջրի իոններով, որոնք կարևոր մաս են կազմում արբանյակի շրջակա ճառագայթային միջավայրի:

Ճառագայթումը առաջացրել է քիմիական ռեակցիաների շարք, ինչի արդյունքում ձևավորվել է մոլեկուլների խառնուրդ, ներառյալ ածխածնի օքսիդ, ցիանատ, ամոնիում և տարբեր սպիրտներ, ինչպես նաև ամինաթթուների նախադրյալներ, ինչպես ֆորմամիդ, ացետիլեն և ացետալդեհիդ: Այդ պարզ մոլեկուլների առկայությունը ցույց է տալիս, որ ճառագայթումը կարող է առաջացնել նման ռեակցիաներ հենց Էնցելադի վրա:

Ռիչարդսը ներկայացրել է այդ արդյունքները Europlanet Science Congress–Division for Planetary Sciences (EPSC-DPS 2025) համատեղ նիստում Հելսինկիում, Ֆինլանդիա: Նա և համահեղինակները նաև հրապարակել են մանրամասն զեկույց Planetary and Space Science ամսագրում:

Էնցելադը և շարունակությունը

Նոր հետազոտությունը հարց է առաջացնում՝ արդյոք Էնցելադի պլյումներում օրգանական մոլեկուլները իսկապես գալիս են ենթամակերևույթային օվկիանոսից, ձևավորվում են տիեզերքում, թե ձևավորվում են մակերևույթին մոտ՝ պլյումների դուրս գալուց հետո արբանյակի ընդերքից:

Թեև բացահայտումը չի բացառում Էնցելադի վրա բնակելի օվկիանոսի հնարավորությունը, Ռիչարդսը կոչ է անում զգուշավորություն՝ ենթադրելով այդ մոլեկուլների առկայության, դրանց ծագման և հնարավոր դերի ուղղակի կապը որպես կենսաքիմիայի նախադրյալներ:

«Ես չեմ կարծում, որ իմ փորձերը հերքում են Էնցելադի բնակելիության հետ կապված որևէ բան», — ասել է Ռիչարդսը:

Սակայն նա ավելացրել է. «Երբ դուք փորձում եք եզրակացնել օվկիանոսի կազմը այն բանից, ինչ տեսնում եք տիեզերքում, կարևոր է հասկանալ բոլոր գործընթացները, որոնք փոփոխում են այդ նյութը»: Բացի ճառագայթումից, դրանք ներառում են փուլային անցումներ, փոխազդեցություններ արբանյակի սառցե պատերի և տիեզերական միջավայրի հետ:

«Մեզ անհրաժեշտ են նման տիպի շատ փորձեր», — նշել է պլանետաբան Ալեքսիս Բուկեն՝ Ֆրանսիական ազգային գիտական հետազոտությունների կենտրոնի (CNRS) հետազոտող Էքս-Մարսել համալսարանում, ով չի մասնակցել հետազոտությանը: «Նրանք ցույց տվեցին, որ կարող են արտադրել որոշակի բազմազանություն նյութերի Էնցելադի հարավային բևեռին համապատասխան պայմաններում»:

Բուկեն ընդգծել է նման միջավայրերի լաբորատոր մոդելավորման կարևորությունը Էնցելադի ապագա առաքելությունները պլանավորելու և Յուպիտերի սառցե արբանյակների ներկա առաքելությունների սպասվող տվյալները մեկնաբանելու համար: Դրանք ներառում են NASA-ի Europa Clipper-ը, որն ուսումնասիրում է Եվրոպան, և Եվրոպական տիեզերական գործակալության JUICE-ը (Jupiter Icy Moons Explorer), որը կայցելի երեք արբանյակներ՝ Գանիմեդ, Կալիստո և Եվրոպա:

Յուպիտերի շրջակա ինտենսիվ ճառագայթումը դարձնում է այդ փորձերը հատկապես արդիական: «Ճառագայթային քիմիան Եվրոպայի կամ յուպիտերյան արբանյակների համար ընդհանրապես ավելի մեծ խնդիր է, քան Էնցելադի համար», — ասում է Բուկեն:

Բոլորովին այլ պատմություն

Մինչ Ռիչարդսի աշխատանքը կասկածի տակ է դնում Էնցելադի շրջակայքում օրգանական միացությունների ծագումը, հետազոտողները շարունակում են ավելացնել նոր մոլեկուլներ այդ հանելուկին:

Cassini-ի 2008 թվականի մոտ անցումներից մեկի տվյալների նոր վերլուծությունից հետո Բեռլինի ազատ համալսարանի և Շտուտգարտի համալսարանի պլանետաբան Նոզայր Հավայայի ղեկավարությամբ թիմը հայտնել է նոր տիպի օրգանական մոլեկուլների հայտնաբերման մասին, որոնք, կարծես, գալիս են սառցե օդափոխիչներից: Դրանք ներառում են էսթերների և պարզ եթերների խմբեր, շղթաներ և ցիկլային տեսակներ կրկնակի կապերով թթվածնի և ազոտի:

Երկրի վրա այդ մոլեկուլները կյանքի համար անհրաժեշտ բարդ միացություններ տանող քիմիական ռեակցիաների շղթայի կարևոր օղակներ են: Եվ թեև դրանք կարող են ունենալ անօրգանական ծագում, «դրանք բարձրացնում են Էնցելադի բնակելիության պոտենցիալը», — ասել է Հավայան: Արդյունքները հրապարակվել են Nature Astronomy-ում:

Հավայայի թիմի վերլուծությունը ենթադրում է, որ բարդ օրգանական մոլեկուլները առկա են թարմ սառցե հատիկներում, որոնք հենց նոր արտանետվել են օդափոխիչներից: Cassini-ի վերջին անցման ժամանակ այն մոտեցել է արբանյակի մակերևույթին 28 կիլոմետր:

Պլյումների մոդելավորումից և սառցե հատիկների տիեզերքում գտնվելու ժամանակից հետո նրանք կարծում են, որ Cassini-ի կողմից հավաքված հատիկները տիեզերքում անցկացրել են քիչ ժամանակ՝ հավանաբար ընդամենը «մի քանի րոպե»: «Սա թարմ նյութ է», — ասել է Հավայան:

Տիեզերքում կարճ ժամանակը կասկածի տակ է դնում, արդյոք տիեզերական ճառագայթումը ժամանակ ունեցե՞լ է Հավայայի հայտնաբերած օրգանական մոլեկուլները ստեղծելու համար: Մի քանի րոպեն բավարար չէ նման բարդ քիմիայի համար նույնիսկ բարձր ճառագայթման միջավայրում:

«Մակերևույթից մեծ հատիկներ՝ լի օրգանիկայով: Սա շատ ավելի դժվար է բացատրել ճառագայթային քիմիայով», — ասել է Բուկեն:

Թեև Ռիչարդսի նման փորձերը «արժեքավոր են և գիտությունը տանում են նոր մակարդակ», Հավայան նշել է. «Մեր արդյունքները պատմում են բոլորովին այլ պատմություն»:

Վերադարձ դեպի Էնցելադ

Երկու հետազոտություններն էլ ընդգծում են Էնցելադի քիմիայի բարդությունը՝ պահպանելով այն որպես առաջնահերթ թիրախ արտերկրային կյանքի կամ առնվազն կյանքի շինարարական բլոկների որոնման մեջ: Էնցելադն ունի կյանքի երեք նախապայմանները՝ հեղուկ ջուր, էներգիայի աղբյուր և քիմիական տարրերի ու մոլեկուլների հարուստ հավաքածու: Նույնիսկ եթե ենթամակերևույթային օվկիանոսը անհասանելի է՝ այն գտնվում է առնվազն մի քանի կիլոմետր խորությամբ սառցի տակ բևեռներում, — պլյումները առաջարկում են արտերկրային հեղուկ օվկիանոսի նմուշառման միակ հայտնի հնարավորությունը:

Արդեն ընթանում են ESA-ի պոտենցիալ առաքելության հետազոտություններ՝ նվիրված Էնցելադին, պլյումներով բարձր արագությամբ անցումների և, հնարավոր է, հարավային բևեռում վայրէջքի մոդուլի պլաններով: Երկու վերջին հետազոտություններից ստացված պատկերացումները կօգնեն նախագծել գործիքներ և ուղղորդել ապագա արդյունքների մեկնաբանությունը:

«Չկա ավելի լավ տեղ [կյանք] որոնելու համար, քան Էնցելադը», — ասել է Հավայան:

Հակիրճ…

Էնցելադի պլյումներում օրգանական մոլեկուլները կարող են ձևավորվել ճառագայթման ազդեցությամբ սառցե մակերևույթի վրա, այլ ոչ միայն ենթամակերևույթային օվկիանոսում, ինչպես ցույց են տալիս լաբորատոր փորձերը: Սա բարդացնում է բնակելիության գնահատումը, բայց չի հերքում այն: Այլ հետազոտություններ հայտնաբերում են բարդ թարմ մոլեկուլներ հենց արտանետված հատիկներում, որտեղ ճառագայթման ժամանակ չի բավականացրել սինթեզի համար: Էնցելադը մնում է կարևոր թիրախ՝ ջրով, էներգիայով և քիմիայով, նրա պլյումները՝ օվկիանոսի եզակի մուտք: Ապագա առաքելությունները, ներառյալ ESA-ն, կհաշվի առնեն երկու սցենարները ճշգրիտ մեկնաբանության համար: