Các nhà khoa học khám phá một yếu tố cần thiết cho sự sống trên Enceladus—Nâng cao hy vọng vi khuẩn ngoài hành tinh bơi dưới băng

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Enceladus là mặt trăng nhỏ bé của Sao Thổ dường như có tất cả. Bề mặt băng giá của nó được chạm khắc phức tạp bởi các quá trình địa chất đang diễn ra. Lớp vỏ băng giá của nó phủ lên một đại dương lỏng bên trong. Ở đó, nước ấm tích điện hóa học thấm ra khỏi lõi đá xuống đáy đại dương, có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho sự sống của vi sinh vật.

Bây giờ, một nghiên cứu mới, xuất bản năm Thiên nhiên, đã phát hiện thêm bằng chứng. Nó đưa ra bằng chứng đầu tiên rằng đại dương của Enceladus có chứa phốt pho, một nguyên tố cần thiết cho sự sống.

Sản phẩm tàu vũ trụ Cassini, được NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) vận hành trên quỹ đạo quanh Sao Thổ 2004-17, đã tìm thấy các chùm hạt băng thoát ra từ các vết nứt. Những thứ này xâm nhập ngay qua lớp vỏ băng giá để nước biển ở dưới cùng của mỗi vết nứt tiếp xúc với chân không của không gian, nơi thiếu áp suất giam giữ khiến nó nổi bong bóng và bốc hơi dưới dạng các đám khói.

Những đám khói này cung cấp các mẫu phun từ đại dương bên trong Enceladus đã được Cassini thu thập để phân tích trong một số chuyến bay gần, một phần thưởng không được dự đoán khi nhiệm vụ được lên kế hoạch ban đầu.

Các hạt được phân tích trong những lần đi qua ngắn ngủi này qua các chùm khói đã chứng minh rằng băng bị ô nhiễm bởi dấu vết của các phân tử hữu cơ đơn giản cũng như hydro phân tử và các hạt silica nhỏ. Kết hợp lại với nhau, những điều này chỉ ra rằng các phản ứng hóa học giữa nước và đá ấm diễn ra dưới đáy đại dương, hầu hết có thể là ở “lỗ thông thủy nhiệt” (một vết nứt giải phóng nước nóng) tương tự như trên Trái đất.

Điều này rất quan trọng. Điều đó có nghĩa là Enceladus có tất cả các thành phần để sự sống của vi sinh vật tự duy trì (khi không có ánh sáng mặt trời). Trên thực tế, đây là bối cảnh được coi là có khả năng nhất đã giúp sự sống trên Trái đất bắt đầu. Nếu nó xảy ra trên Trái đất thì nó cũng có thể xảy ra bên trong Enceladus.

Thiếu liên kết

Tất cả sự sống trên Trái đất đều cần sáu nguyên tố thiết yếu: carbon, hydro, nitơ, oxy, phốt pho và lưu huỳnh—được gọi chung bằng từ viết tắt CHNOPS khó phát âm. Năm trong số sáu nguyên tố thiết yếu này đã được phát hiện trong các mẫu khói của Enceladus vài năm trước, nhưng phốt pho chưa bao giờ được tìm thấy.

Phốt pho là một thành phần quan trọng, bởi vì nó cần thiết cho các nhóm phốt phát (phốt pho cộng với oxy) liên kết các chuỗi dài của axit nucleic chẳng hạn như DNA và RNA lưu trữ thông tin di truyền. Nó cũng cho phép các tế bào lưu trữ năng lượng bằng các phân tử như adenoside triphosphate (viết tắt là ATP).

Tất nhiên, chúng ta không biết chắc rằng sự sống bên trong Enceladus (nếu nó tồn tại) bắt buộc phải sử dụng axit nucleic hoặc ATP. Tuy nhiên, vì sự hiện diện của phốt pho là cần thiết cho sự sống như chúng ta biết, nó làm cho Enceladus trở thành một viễn cảnh có nhiều khả năng hơn khi chúng ta chắc chắn rằng có đủ phốt pho ở đó.

Bộ sưu tập Canny

Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy phốt pho của Enceladus bằng cách tránh dữ liệu lộn xộn được thu thập trong quá trình Cassini phóng to nhanh một cách điên cuồng qua các đám khói. Thay vào đó, họ tìm kiếm dữ liệu thưa thớt hơn được tích lũy theo cách nhàn nhã hơn bởi Máy phân tích bụi vũ trụ của Cassini trong 15 khoảng thời gian từ năm 2004 đến 2008 khi Cassini đang du hành trong một trong các vành đai của Sao Thổ: “Nhẫn điện tử.” Enceladus di chuyển dọc theo cái vòng này khi nó quay quanh.

Vành đai E-ring dày hơn 2,000km. Khoảng 30 phần trăm các hạt băng phát ra từ các đám khói của Enceladus kết thúc ở đó, như đã được chứng minh bởi một hình ảnh gần đây từ Kính viễn vọng Không gian James Webb, đó là bằng chứng duy nhất mà chúng tôi có rằng các chùm khói vẫn hoạt động sau XNUMX năm kết thúc sứ mệnh Cassini.

Các nhà khoa học khám phá một yếu tố cần thiết cho sự sống trên Enceladus—Nâng cao hy vọng rằng vi khuẩn ngoài hành tinh bơi dưới lớp băng thông minh dữ liệu Blockchain của Plato. Tìm kiếm dọc. Ái. — Phía dưới bên trái: Luồng khói từ Enceladus, được kính viễn vọng James Webb (JWST) chụp ở cự ly hơn một tỷ km, kèm theo ấn tượng của một nghệ sĩ. Tín dụng hình ảnh: NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)

Sắp xếp thông qua các phân tích của gần một nghìn hạt băng, được cho là đại diện cho tia phun sương đông lạnh từ Enceladus, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy XNUMX trong số chúng có chứa phốt phát. Điều này nghe có vẻ như là một con số mỏng manh, nhưng nó đủ để chứng minh rằng Enceladus có quá nhiều phốt pho hòa tan trong đại dương của nó để cho phép sự sống hoạt động ở đó.

Thật vậy, các thí nghiệm tiếp theo trong phòng thí nghiệm cho thấy nồng độ phốt pho hòa tan trong nước biển của Enceladus thậm chí có thể lớn hơn hàng trăm lần so với trong các đại dương của Trái đất.

Nhóm nghiên cứu lập luận rằng những phát hiện của họ và mô hình liên quan cho thấy có khả năng bất kỳ mặt trăng băng giá nào phát triển xa Mặt trời hơn “đường tuyết carbon dioxide” của hệ mặt trời — một vị trí mà nhiệt độ trong quá trình hình thành hành tinh đủ thấp để carbon dioxide trở thành băng — là có khả năng chứa nhiều phốt pho. Điều kiện này được đáp ứng đối với các mặt trăng băng giá ở Sao Thổ và hơn thế nữa, nhưng không phải ở Sao Mộc.

Khoảng cách của sao Mộc so với mặt trời khiến nó nằm ngoài “đường tuyết băng nước” (nơi nước trở thành băng), nhưng nó quá gần mặt trời và do đó quá ấm, để vượt ra ngoài đường tuyết carbon dioxide.

Vậy cái này để lại mặt trăng của sao Mộc ở đâu Châu Âu, một mục tiêu cho nhiệm vụ do đến khoảng mười năm kể từ bây giờ?

Mặt trăng này đã được quảng cáo rộng rãi là có khả năng hỗ trợ một sinh quyển hưng thịnh hơn Enceladus vì kích thước lớn hơn và khả năng lưu trữ năng lượng hóa học lớn hơn trong phần bên trong đá của nó. Nhóm nghiên cứu mới tỏ ra thận trọng về vấn đề này, nhưng mô hình của họ cho thấy nồng độ phốt phát trong đại dương bên trong Europa thấp hơn khoảng một nghìn lần so với tại Enceladus.

Đối với tôi, đó không phải là yếu tố thay đổi cuộc chơi và chúng ta nên tiếp tục mong đợi Europa có thể ở được. Nhưng sẽ rất yên tâm nếu tìm thấy một số bằng chứng về phốt pho ở đó.

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Ảnh: NASA / JPL-Caltech / Viện Khoa học Không gian. Các hạt băng, chỉ với một chút phốt phát, thoát ra từ gần cực nam của Enceladus, được chụp bởi Cassini vào năm 2010.