Ровер «Розалинд Франклин» готовится к поиску следов жизни на Марсе: новый тест усиливает шансы миссии

Миллиарды лет назад условия на Марсе могли быть значительно более благоприятными для жизни: планета, вероятно, обладала более плотной атмосферой, жидкой водой и тёплым климатом. Однако до сих пор нет прямых доказательств того, что там существовали даже простейшие микроорганизмы.

Современные миссии уже обнаруживали в марсианских породах органические молекулы, однако ни одну из них пока нельзя однозначно связать с биологическим происхождением. Следующий крупный шаг в этой области должен сделать европейский ровер «Розалинд Франклин», запуск которого планируется на 2030 год в рамках программы ESA. Его ключевая задача — поиск сложных органических соединений, которые могут указывать на древнюю жизнь.

В новом исследовании, проведённом учёными из Института исследований Солнечной системы Макса Планка, Гёттингенского университета и Университета Кот-д'Азур, была протестирована одна из главных методик поиска таких следов.

Особое внимание исследователи уделили двум углеводородам — пристану (C19H40) и фитану (C20H42). Эти молекулы известны на Земле как продукты распада биологического материала и входят в состав нефти. Их важная особенность — высокая химическая устойчивость: они способны сохраняться в породах на протяжении геологических эпох.

Изображение сгенерировано: Nano Banana

Однако сама по себе химическая формула не даёт ответа на главный вопрос: образовались ли такие молекулы в результате жизни или естественных геологических процессов. Для этого используется более тонкий критерий — хиральность.

Хиральность означает существование молекул в двух зеркальных формах, как правая и левая рука. В живых организмах на Земле почти всегда доминирует только одна из этих форм. Если же молекула имеет небиологическое происхождение, обе формы обычно присутствуют в равных количествах. Поэтому соотношение «зеркальных» вариантов может служить косвенным признаком жизни.

Именно этот принцип реализован в приборе Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA), который установлен на ровере. Он сочетает газовую хроматографию, масс-спектрометрию, нагревательные элементы и лазерное возбуждение, позволяя анализировать летучие компоненты пород после их нагрева.

Ключевой этап — прохождение молекул через капиллярные трубки с химическим покрытием, где разные хиральные формы взаимодействуют с поверхностью с разной скоростью. Это позволяет разделять их и определять соотношение зеркальных вариантов.

В новом эксперименте учёные использовали точные копии трубок MOMA и показали, что прибор способен различать хиральные формы даже для таких устойчивых соединений, как пристан и фитан. Это важно, поскольку подобные молекулы крайне слабо реагируют и требуют высокой чувствительности измерений.

Фрагмент метеорита «Мёрчисон». Источник: MPS / T. Klawunn

В качестве аналога марсианского материала использовались образцы метеорита Мёрчисон, упавшего в Австралии в 1969 году. Он содержит широкий набор органических соединений, часть которых имеет внеземное происхождение, а часть могла быть загрязнена уже на Земле.

Результаты оказались неожиданными: пристан и фитан в образцах присутствовали в равных долях зеркальных форм. Это не соответствует биологическому сценарию происхождения, в котором ожидалось бы доминирование одной формы. Учёные объяснили это тем, что молекулы, вероятно, были изменены в процессе длительного воздействия тепла и давления, а также могли быть дополнительно «усреднены» при попадании в атмосферу Земли и взаимодействии с продуктами сгорания.

Таким образом, исследование показало, что даже сложные органические сигнатуры могут искажаться после длительных геологических и атмосферных процессов. Это усложняет задачу поиска жизни на Марсе, но одновременно подтверждает, что инструменты миссии «Розалинд Франклин» обладают достаточной точностью для работы с крайне слабыми и неоднозначными сигналами.

В более широком смысле работа усиливает значение будущей миссии: для надёжного обнаружения древней жизни на Марсе потребуется не просто фиксация органических молекул, а анализ их тонких химических свойств, которые способны сохраняться миллиарды лет.

©  iXBT