Saturnusmaan Enceladus is een topkandidaat in de zoektocht van ons zonnestelsel naar buitenaards leven. Het blijft echter een mysterie of microbieel buitenaards leven Enceladus zou kunnen bewonen.
Enceladus verscheen voor NASA's Voyager 1-ruimtevaartuig als een kleine, onopvallende 'sneeuwbal' aan de hemel toen het voor het eerst werd waargenomen in 1980. Later, van 2005 tot 2017, vloog NASA's Cassini-sonde door het Saturnusstelsel en voerde ongekend diepgaand onderzoek uit naar de planeten van Saturnus. ingewikkelde ringen en manen. De ontdekking van Cassini dat de dikke ijslaag van Enceladus een grote, warme zoutwateroceaan verbergt die methaan uitstoot, een gas dat doorgaans afkomstig is van het microbiële leven op aarde, verbaasde wetenschappers.
Een nieuwe studie van Universiteit van Arizona onderzoekers suggereren dat het mysterie of microbieel buitenaards leven Enceladus zou kunnen bewonen, opgelost zou kunnen worden door een ruimtesonde in een baan om de aarde. Onderzoekers schetsten hoe een fictieve ruimtemissie sluitende oplossingen zou kunnen opleveren.
Een groep onderzoekers van de Universiteiten van Arizona en de Université Paris Sciences et Lettres van Parijs concludeerde vorig jaar dat de kans groot is dat Enceladus heeft leven en dat dit leven de oorzaak kan zijn van de de methaanuitstoot van de maan.
Régis Ferrière, senior auteur van het nieuwe artikel en universitair hoofddocent bij de afdeling Ecologie en Evolutionaire Biologie van de UArizona, zei: ‘Om te weten of dat het geval is, moeten we teruggaan naar Enceladus en kijken.’
Volgens de meest recente analyse zou, zelfs als de totale massa van mogelijke levende bacteriën in de oceaan van Enceladus minimaal zou zijn, een bezoek van een ruimtevaartuig in een baan om de aarde het enige zijn dat nodig is om definitief vast te stellen of aardachtige microben aanwezig zijn in het water van Enceladus. onder zijn schild.
Ferrière zei: “Het is duidelijk dat het niet eenvoudig is om een robot door ijsscheuren te laten kruipen en diep naar de zeebodem te laten duiken. Er zijn meer realistische missies ontworpen met behulp van verbeterde instrumenten om de pluimen te bemonsteren zoals Cassini deed, of zelfs op het maanoppervlak te landen.
“Door de gegevens te simuleren die een meer voorbereid en geavanceerd ruimtevaartuig alleen al uit de pluimen zou verzamelen, heeft ons team nu aangetoond dat deze aanpak voldoende zou zijn om met vertrouwen te bepalen of er al dan niet leven in de ruimte zit. Enceladus' oceaan zonder daadwerkelijk de diepten van de maan te hoeven onderzoeken. Dit is een spannend perspectief.”
Enceladus, ongeveer 800 miljoen kilometer van de aarde, draait in een baan om de aarde Saturnus elke 33 uur. De maan is het enige object in de zonnestelsel dat licht reflecteert zoals de maan, ook al is het niet eens zo breed als de staat Arizona. Door het oppervlak van de maan valt hij aan de hemel op als een bevroren vijver in het zonlicht. Minstens honderd enorme waterpluimen schieten uit het bevroren oppervlak van de zuidpool van de maan en lijken op lava van een woedende vulkaan.
Een van de De beroemde ringen van Saturnus Volgens wetenschappers wordt het vermoedelijk veroorzaakt door waterdamp en ijsdeeltjes die door deze geiserachtige kenmerken worden uitgestoten. De Cassini-missie nam een monster van deze uitgeworpen combinatie, die gassen en andere korrels diep in de oceaan van Enceladus bevat.
De overtollige methaan die Cassini in de pluimen aantreft doet denken aan hydrothermale ventilatieopeningen, unieke ecosystemen die te vinden zijn in het donkere binnenste van de oceanen van de aarde. Hier verwarmt verwarmd magma onder de zeebodem het oceaanwater in poreus gesteente aan de grenzen van twee nabijgelegen tektonische platen, waardoor 'witte rokers' ontstaan, ventilatieopeningen die verschroeiend heet, mineraalrijk zout water uitstoten. Omdat ze geen toegang hebben tot zonlicht, moeten organismen overleven met behulp van de energie die zit in de chemische stoffen die witte rokers in het milieu vrijgeven.
Ferrière zei: “Op onze planeet wemelt het van het leven, groot en klein, ondanks de duisternis en de waanzinnige druk. De eenvoudigste levende wezens zijn microben die methanogenen worden genoemd en die zichzelf van energie voorzien, zelfs als er geen zonlicht is.”
“Methanogenen zetten diwaterstof om en kooldioxide om energie te winnen, waarbij methaan als bijproduct vrijkomt. De onderzoeksgroep van Ferrière heeft zijn berekeningen gemodelleerd op basis van de hypothese dat Enceladus methanogenen heeft die in oceanische hydrothermale ventilatieopeningen leven die lijken op die op aarde. Op deze manier berekenden de onderzoekers wat de totale massa van methanogenen op Enceladus zou zijn, evenals de waarschijnlijkheid dat hun cellen en andere organische moleculen door de pluimen zouden kunnen worden uitgestoten.”
De eerste auteur van Paper, Antonin Affholder, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker aan de UArizona die bij Paris Sciences & Lettres was toen hij dit onderzoek deed, zei: “We waren verrast toen we ontdekten dat de hypothetische overvloed aan cellen slechts de biomassa van één enkele walvis in de mondiale oceaan van Enceladus zou bedragen. De biosfeer van Enceladus kan erg schaars zijn. En toch geven onze modellen aan dat het productief genoeg zou zijn om de pluimen te voeden met net genoeg organische moleculen of cellen die kunnen worden opgepikt door instrumenten aan boord van een toekomstig ruimtevaartuig.’
“Ons onderzoek toont aan dat als er een biosfeer aanwezig is in de oceaan van Enceladus, tekenen van het bestaan ervan kunnen worden opgepikt in pluimmateriaal zonder de noodzaak om te landen of te boren, maar voor een dergelijke missie zou een orbiter meerdere keren door de pluim moeten vliegen om veel oceanisch materiaal verzamelen.”
“De mogelijkheid dat daadwerkelijke cellen gevonden zouden kunnen worden is misschien klein, omdat ze het ontgassingsproces zouden moeten overleven dat ze door de pluimen van de diepe oceaan naar het vacuüm van de ruimte voert – een hele reis voor een kleine cel.”
In plaats daarvan suggereren de auteurs dat gedetecteerde organische moleculen, zoals bepaalde aminozuren, zouden kunnen dienen als indirect bewijs voor of tegen een omgeving vol leven.
“Gezien het feit dat volgens de berekeningen al het leven op Enceladus extreem schaars zou zijn, is de kans nog steeds groot dat we nooit genoeg organische moleculen in de pluimen zullen vinden om te concluderen dat het daar ondubbelzinnig aanwezig is.” zei Ferrière. “Dus in plaats van ons te concentreren op de vraag hoeveel genoeg is om te bewijzen dat er leven is, vroegen we ons af: ‘Wat is de maximale hoeveelheid organisch materiaal die aanwezig zou kunnen zijn als er geen leven is?’”
auteurs zei, “Als alle metingen weer boven een bepaalde drempel zouden uitkomen, zou dit een signaal kunnen zijn dat leven een serieuze mogelijkheid is.”
“Het definitieve bewijs van levende cellen gevangen op een buitenaardse wereld kan generaties lang ongrijpbaar blijven. Tot die tijd is het feit dat we het bestaan van leven op Enceladus niet kunnen uitsluiten waarschijnlijk het beste wat we kunnen doen.”
Journal Reference:
- Antonin Affholder et al. Vermeende methanogene biosfeer in de diepe oceaan van Enceladus: biomassa, productiviteit en implicaties voor detectie. Het planetaire wetenschappelijke tijdschrift. DOI 10.3847/PSJ/aca275
