Podpowierzchniowy ocean Enceladusa, księżyca Saturna, może być bogaty w fosfor – pierwiastek uważany za niezbędny składnik życia. Do takiego wniosku doszedł międzynarodowy zespół naukowców, który zastosował kombinację technik symulacyjnych, aby wykazać, że z dna morskiego Księżyca prawdopodobnie uwalniane są stabilne związki fosforu. Przewidywania mogą pomóc przyszłym misjom na lodowe księżyce Saturna w lepszym identyfikowaniu wszelkich śladów życia.
Poszukiwania życia pozaziemskiego w Układzie Słonecznym często opierają się na obecności wody w stanie ciekłym. Wiadomo, że poza Ziemią oceany istnieją pod lodowymi powierzchniami kilku księżyców Jowisza i Saturna – wszystkie one są podgrzewane przez siły pływowe wywierane przez te gigantyczne planety. Jednym z pretendentów do życia jest Enceladus, szósty co do wielkości księżyc Saturna.
Choć mały (średnica 500 km), księżyc ten słynie z bogatych w wodę pióropuszów, które wybuchają przez pęknięcia w jego lodowej skorupie. Pióropusze odkryła NASA Cassini statek kosmiczny. Podczas kilku przelotów w latach 2005–2015 Cassini przeleciała prosto przez te pióropusze, uzyskując wgląd w związki chemiczne występujące głęboko w oceanie Enceladusa.
Niezbędne chemikalia
Woda zbadana przez Cassini zawierała kilka substancji chemicznych uznawanych przez astrobiologów za niezbędne elementy budulcowe życia: w tym węgiel, amoniak i siarkowodór. Jednak jednym z pierwiastków, który umknął wykryciu, był fosfor – będący kluczowym składnikiem struktur, w tym DNA, błon komórkowych, kości i zębów. Chociaż brak fosforu poddawałby w wątpliwość możliwość zamieszkania na Enceladusie, krótkie obserwacje Cassini nie były wyczerpujące.
Wielki finał Cassini
W najnowszym badaniu zespół kierowany przez Jihua Hao na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Chinach oraz Krzysztofa Gleina w Southwest Research Institute w USA wykorzystali techniki modelowania geochemicznego w celu oszacowania obfitości fosforu na Księżycu. Po pierwsze, wykorzystali modelowanie termodynamiczne do oceny stabilności różnych form rozpuszczonego fosforu – różnych czynników, w tym temperatury i pH oceanu.
Opierając się na tych spostrzeżeniach, następnie wykorzystali modelowanie kinetyczne do zbadania rozpuszczania stabilnych minerałów fosforanowych w oceanie Enceladusa. Symulacje te wykazały, że w krótkich geologicznych skalach czasowych możliwe jest szybkie uwolnienie fosforu w wyniku wietrzenia skalistego dna morskiego Księżyca. Oczekuje się, że to z kolei doprowadzi do powstania stężeń fosforu bliskich lub nawet przekraczających poziomy występujące w wodzie morskiej na Ziemi.
Tak duża liczebność oznaczałaby, że życie w ciekłym oceanie Enceladusa nie byłoby ograniczane przez brak fosforu, co jeszcze bardziej zwiększa prawdopodobieństwo pojawienia się życia pod lodową powierzchnią małego księżyca. Przewidywania te będą musiały zostać potwierdzone w przyszłych misjach do Saturna, ale jeśli wyślemy sondy na Enceladusa, wyniki zespołu dostarczą cennych wskazówek dla tych misji – pomagając astronomom badać dramatyczne pióropusze Księżyca z niespotykaną dotąd szczegółowością.
Badania opisano w Proceedings of the National Academy of Sciences.
