_ Luna oceanică a lui Saturn, Enceladus ar putea susține viața — cercetătorii lucrează la modul de detectare a celulelor extraterestre acolo

Saturn are 146 de luni confirmate — mai mult decât orice altă planetă din sistemul solar — dar una numită Enceladus iese în evidență. Se pare că are ingredientele pentru viață.

Din 2004 până în 2017, Cassini – o misiune comună între NASA, Agenția Spațială Europeană și Agenția Spațială Italiană – a investigat Saturn, inelele și lunile sale. Cassini a făcut descoperiri spectaculoase. Enceladus, cu doar 313 mile (504 kilometri) în diametru, adăpostește un ocean de apă lichidă sub crusta sa de gheață care se întinde pe întreaga Lună.

Gheizerele de la polul sudic al Lunii aruncă gaze și boabe de gheață formate din apa oceanului. în spațiu.

Deși inginerii Cassini nu au anticipat să analizeze boabele de gheață pe care Enceladus le emite în mod activ, au împachetat un analizor de praf pe navă spațială. Acest instrument a măsurat boabele de gheață emise în mod individual și le-a spus cercetătorilor despre compoziția oceanului de sub suprafață.

În calitate de om de știință planetar și astrobiolog care studiază boabele de gheață de la Enceladus, sunt interesat dacă există viață pe aceasta. sau alte luni înghețate. De asemenea, vreau să înțeleg modul în care oamenii de știință ca mine l-ar putea detecta.

La fel ca oceanele Pământului, oceanul lui Enceladus conține sare, cea mai mare parte fiind clorură de sodiu, cunoscută în mod obișnuit ca sare de masă. Oceanul conține, de asemenea, diverși compuși pe bază de carbon și are un proces numit încălzire prin maree care generează energie în interiorul lunii. Apa lichidă, chimia pe bază de carbon și energia sunt toate ingredientele cheie pentru viață.

În 2023, eu și alți oameni de știință am găsit fosfat, un alt compus care susține viața, în boabele de gheață originare din oceanul lui Enceladus. Fosfatul, o formă de fosfor, este vital pentru toată viața de pe Pământ. Face parte din ADN, membranele celulare și oase. Aceasta a fost prima dată când oamenii de știință au detectat acest compus într-un ocean de apă extraterestră.

Nuezul stâncos al lui Enceladus probabil interacționează cu apa oceanului prin gurile hidrotermale. Aceste structuri fierbinți, asemănătoare gheizerului, ies din fundul oceanului. Oamenii de știință prevăd că un cadru similar ar fi putut fi locul de naștere al vieții pe Pământ.

De acum, nimeni nu a detectat vreodată viața dincolo de Pământ. Dar oamenii de știință sunt de acord că Enceladus este un loc foarte promițător pentru a căuta viață. Deci, cum ne uităm?

Într-o lucrare publicată în martie 2024, eu și colegii mei am efectuat un test de laborator care a simulat dacă instrumentele de analiză a prafului de pe nave spațiale ar putea detecta și identifica urme de viață în emisiile emise. boabe de gheață.

Pentru a simula detectarea boabelor de gheață pe măsură ce analizoarele de praf din spațiu le înregistrează, am folosit o configurație de laborator pe Pământ. Folosind această configurație, am injectat un fascicul mic de apă care conținea celule bacteriene într-un vid, unde fasciculul s-a dezintegrat în picături. Fiecare picătură conținea, teoretic, o celulă bacteriană.

Apoi, am împușcat cu laser picăturile individuale, care au creat ioni încărcați din apă și din compușii celulei. Am măsurat ionii încărcați folosind o tehnică numită spectrometrie de masă. Aceste măsurători ne-au ajutat să anticipăm ce instrumente de analiză a prafului de pe o navă spațială ar trebui să găsească dacă întâlnesc o celulă bacteriană conținută într-un grăunte de gheață.

Am descoperit că aceste instrumente ar face o treabă bună identificând materialul celular. Instrumentele concepute pentru a analiza boabe de gheață unice ar trebui să poată identifica celulele bacteriene, chiar dacă există doar 0,01% din constituenții unei singure celule într-un bob de gheață dintr-un gheizer asemănător lui Enceladus.

Analizorii ar putea detecta o serie de semnături potențiale din materialul celular, inclusiv aminoacizi și acizi grași. Aminoacizii detectați reprezintă fie fragmente din proteinele celulei, fie metaboliți, care sunt molecule mici care participă la reacțiile chimice din interiorul celulei. Acizii grași sunt fragmente de lipide care alcătuiesc membranele celulei.

În experimentele noastre, am folosit o bacterie numită Sphingopyxis alaskensis. Celulele acestei culturi sunt extrem de mici - de aceeași dimensiune ca și celulele care ar putea fi capabile să se potrivească în boabele de gheață emise de Enceladus. Pe lângă dimensiunile lor mici, acestor celule le plac mediile reci și au nevoie doar de câțiva nutrienți pentru a supraviețui și a crește, similar cu modul în care viața s-a adaptat la condițiile din oceanul lui Enceladus.

Specific. Analizorul de praf de pe Cassini nu avea capabilitățile analitice pentru a identifica materialul celular din boabele de gheață. Cu toate acestea, oamenii de știință proiectează deja instrumente cu capacități mult mai mari pentru potențialele viitoare misiuni Enceladus. Rezultatele noastre experimentale vor informa planificarea și proiectarea acestor instrumente.

Enceladus este una dintre principalele ținte pentru viitoarele misiuni ale NASA și ale Agenției Spațiale Europene. În 2022, NASA a anunțat că o misiune la Enceladus avea a doua cea mai mare prioritate, deoarece își alegeau următoarele mari misiuni – o misiune Uranus avea cea mai mare prioritate.

Agenția europeană a anunțat recent că Enceladus este ținta principală. pentru următoarea sa mare misiune. Această misiune ar include probabil un analizor de praf foarte capabil pentru analiza granulelor de gheață.

Enceladus nu este singura lună cu un ocean cu apă lichidă. Luna Europa a lui Jupiter are și un ocean care se întinde pe întreaga lună sub crusta sa de gheață. Boabele de gheață de pe Europa plutesc deasupra suprafeței, iar unii oameni de știință cred că Europa poate avea chiar gheizere precum Enceladus care aruncă boabe în spațiu. Cercetările noastre vor ajuta, de asemenea, să studieze boabele de gheață din Europa.

Misiunea Europa Clipper a NASA va vizita Europa în următorii ani. Clipper este programat să se lanseze în octombrie 2024 și să sosească pe Jupiter în aprilie 2030. Unul dintre cele două spectrometre de masă de pe navă spațială, SUrface Dust Analyzer, este proiectat pentru analiza unui singur granule de gheață.

Studiul nostru demonstrează că acest instrument va putea găsi chiar și fracțiuni minuscule ale unei celule bacteriene, dacă sunt prezente în doar câteva boabe de gheață emise.

Cu planurile de viitor apropiat ale acestor agenții spațiale și rezultatele studiului nostru, perspectivele dintre misiunile spațiale viitoare care vizitează Enceladus sau Europa sunt incredibil de interesante. Știm acum că, cu instrumentele actuale și viitoare, oamenii de știință ar trebui să poată afla dacă există viață pe vreuna dintre aceste luni.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)