Księżyc Saturna, Enceladus, jest głównym kandydatem w poszukiwaniach życia pozaziemskiego w naszym Układzie Słonecznym. Pozostaje jednak tajemnicą, czy Enceladus może zamieszkiwać obce życie mikrobiologiczne.
Enceladus ukazał się należącej do NASA sondzie kosmicznej Voyager 1 jako mała, niczym nie wyróżniająca się „kula śnieżna” na niebie, kiedy zaobserwowano go po raz pierwszy w 1980 r. Później, w latach 2005–2017, należąca do NASA sonda Cassini przeleciała przez Układ Saturna i przeprowadziła bezprecedensowe, dogłębne badania Saturna skomplikowane pierścienie i księżyce. Odkrycie przez Cassini, że gruba warstwa lodu Enceladusa kryje duży, ciepły, słonowodny ocean emitujący metan – gaz pochodzący zazwyczaj z życia mikrobiologicznego na Ziemi, zdumiało naukowców.
Nowe badanie autorstwa University of Arizona Naukowcy sugerują, że zagadkę tego, czy w Enceladusie może zamieszkiwać obce życie mikrobiologiczne, mogłaby rozwiązać orbitująca sonda kosmiczna. Naukowcy przedstawili, w jaki sposób fikcyjna misja kosmiczna może dostarczyć rozstrzygających rozwiązań.
Grupa badaczy z uniwersytetów w Arizonie i paryskiego Université Paris Sciences et Lettres stwierdziła w zeszłym roku, że istnieje duża szansa, że Enceladus ma życie i żeby to życie było przyczyną emisję metanu z Księżyca.
Régis Ferrière, starszy autor nowego artykułu i profesor nadzwyczajny na Wydziale Ekologii i Biologii Ewolucyjnej UArizona, powiedział: „Aby wiedzieć, czy tak jest, musimy wrócić do Enceladusa i popatrzeć”.
Według najnowszej analizy, nawet jeśli całkowita masa możliwych żywych bakterii w oceanie Enceladusa byłaby minimalna, wystarczy wizyta orbitującego statku kosmicznego, aby z całą pewnością ustalić, czy w wodzie Enceladusa obecne są mikroby ziemskie. poniżej jego skorupy.
Ferriere powiedział: „Bez wątpienia wysłanie robota przeczołgającego się przez pęknięcia lodowe i nurkującego głęboko na dnie morskim nie byłoby łatwe. Zaprojektowano bardziej realistyczne misje, wykorzystując ulepszone instrumenty do pobierania próbek pióropuszów, tak jak to zrobiła Cassini, lub nawet do lądowania na powierzchni Księżyca.”
„Symulując dane, które lepiej przygotowany i zaawansowany orbitujący statek kosmiczny zebrałby wyłącznie na podstawie samych pióropuszów, nasz zespół pokazał, że takie podejście wystarczyłoby, aby z całą pewnością określić, czy w środku znajduje się życie, czy też nie. Ocean Enceladusa bez konieczności sondowania głębin Księżyca. To ekscytująca perspektywa.”
Enceladus, znajdujący się około 800 milionów mil od Ziemi, krąży po orbicie Saturn co 33 godziny. Księżyc jest jedynym obiektem na Ziemi Układ Słoneczny który odbija światło tak jak Księżyc, choć nie jest nawet tak szeroki jak stan Arizona. Powierzchnia Księżyca wyróżnia go na niebie niczym zamarznięty staw w świetle słońca. Co najmniej 100 ogromnych pióropuszy wody wystrzeliwuje z zamarzniętej powierzchni południowego bieguna Księżyca, przypominając lawę z szalejącego wulkanu.
Jednym z Słynne pierścienie Saturna Zdaniem naukowców powstaje w wyniku pary wodnej i cząstek lodu wyrzucanych przez te obiekty przypominające gejzery. Misja Cassini pobrała próbkę tej wyrzuconej kombinacji, która zawiera gazy i inne granulki głęboko w oceanie Enceladusa.
Nadmiar metanu Cassini znaleziony w pióropuszach przywodzi na myśl kominy hydrotermalne, unikalne ekosystemy występujące w ciemnych wnętrzach ziemskich oceanów. Tutaj rozgrzana magma znajdująca się pod dnem morskim podgrzewa wodę oceaniczną w porowatej skale na granicach dwóch pobliskich płyt tektonicznych, tworząc „białe dymy” – kominy, z których wydobywa się paląca, bogata w minerały słona woda. Ponieważ nie mają dostępu do światła słonecznego, organizmy muszą przetrwać, korzystając z energii zawartej w substancjach chemicznych uwalnianych do środowiska przez białych palaczy.
Ferriere powiedział: „Na naszej planecie kominy hydrotermalne tętnią życiem, dużym i małym, pomimo ciemności i szaleńczego ciśnienia. Najprostsze żywe stworzenia to mikroby zwane metanogenami, które zasilają się nawet przy braku światła słonecznego.
„Metanogeny przekształcają diwodór i dwutlenek węgla w celu uzyskania energii, uwalniając metan jako produkt uboczny. Grupa badawcza Ferrière modelowała swoje obliczenia w oparciu o hipotezę, że na Enceladusie występują metanogeny zamieszkujące oceaniczne kominy hydrotermalne, przypominające te znalezione na Ziemi. W ten sposób naukowcy obliczyli, jaka będzie całkowita masa metanogenów na Enceladusie, a także prawdopodobieństwo, że ich komórki i inne cząsteczki organiczne zostaną wyrzucone przez pióropusze”.
Pierwszy autor artykułu, Antonin Affholder, pracownik naukowy ze stopniem doktora na Uniwersytecie UArizona, który podczas prowadzenia tych badań pracował w Paris Sciences & Lettres, powiedział: „Byliśmy zaskoczeni, gdy odkryliśmy, że hipotetyczna liczebność komórek będzie równa biomasie jednego wieloryba w globalnym oceanie Enceladusa. Biosfera Enceladusa może być bardzo rzadka. A jednak nasze modele wskazują, że wystarczająco produktywne byłoby zasilenie pióropuszów taką ilością organicznych cząsteczek lub komórek, aby mogły zostać wychwycone przez instrumenty na pokładzie przyszłego statku kosmicznego”.
„Nasze badania pokazują, że jeśli w oceanie Enceladusa obecna jest biosfera, oznaki jej istnienia można by wykryć w materiale pióropusza bez konieczności lądowania lub wierceń, ale taka misja wymagałaby od orbitera wielokrotnego przelatywania przez pióropusz, aby zebrać mnóstwo materiału oceanicznego.”
„Możliwość znalezienia rzeczywistych komórek może być niewielka, ponieważ musiałyby przetrwać proces odgazowania przenoszący je przez chmury z głębin oceanu do próżni kosmicznej – co jak na maleńką komórkę jest nie lada podróżą”.
Zamiast tego autorzy sugerują, że wykryte cząsteczki organiczne, takie jak określone aminokwasy, posłużyłyby jako pośredni dowód za lub przeciw środowisku obfitującemu w życie.
„Biorąc pod uwagę, że według obliczeń jakiekolwiek życie obecne na Enceladusie byłoby niezwykle rzadkie, nadal istnieje duża szansa, że w pióropuszach nigdy nie znajdziemy wystarczającej liczby cząsteczek organicznych, aby stwierdzić jednoznacznie, że ono tam istnieje” – dodał. – stwierdził Ferrière. „Zamiast więc skupiać się na pytaniu, ile wystarczy, aby udowodnić istnienie życia, zadaliśmy sobie pytanie: Jaka jest maksymalna ilość materiału organicznego, który może występować w przypadku braku życia?”
Dla autorów powiedziany, „Gdyby wszystkie pomiary wróciły powyżej pewnego progu, mogłoby to sygnalizować, że życie jest realną możliwością.”
„Ostateczne dowody na istnienie żywych komórek złowionych na obcym świecie mogą pozostać nieuchwytne przez pokolenia. Do tego czasu prawdopodobnie najlepszym, co możemy zrobić, jest fakt, że nie możemy wykluczyć istnienia życia na Enceladusie”.
Referencje czasopisma:
- Antonin Affholder i in. Domniemana biosfera metanogenna w głębokim oceanie Enceladusa: biomasa, produktywność i implikacje dla wykrywania. Czasopismo Nauki Planetarnej. DOI 10.3847/PSJ/aca275
