_ Descoperirea biomarkerilor în spațiu— condițiile de pe luna lui Saturn, Enceladus, simulate în laborator

În 2018, au fost descoperite molecule organice foarte mari în particule de gheață de pe luna Enceladus a lui Saturn. Încă nu este clar dacă indică existența vieții sau au fost create într-un alt mod. Un studiu recent ar putea ajuta să răspundă la această întrebare. Este posibil ca condițiile care susțin sau mențin viața în oceanele extraterestre ar putea lăsa urme moleculare în boabele de gheață.

Cercetarea în acest sens a fost efectuată la FU Berlin, iar principalul om de știință, dr. Nozair Khawaja , sa mutat recent la Universitatea din Stuttgart. Lucrarea este publicată în revista Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences.

Leagănul vieții de pe Pământ a fost probabil situat într-un orificiu de apă caldă de pe fundul oceanului. . „În cercetare, vorbim și de un câmp hidrotermal”, explică dr. Nozair Khawaja de la Institutul de Sisteme Spațiale (IRS) de la Universitatea din Stuttgart. „Există dovezi convingătoare că în astfel de câmpuri predomină condiții care sunt importante pentru apariția sau menținerea formelor simple de viață.”

Este posibil ca astfel de orificii să existe și pe un corp ceresc care este situat nu atât de departe. departe de planeta noastră natală după standardele cosmice: luna lui Saturn, Enceladus. Această lună măsoară aproximativ 500 de kilometri în diametru și suprafața ei este acoperită cu o înveliș de gheață de 30 de kilometri grosime.

În 2005, oamenii de știință au descoperit un nor imens de particule de gheață deasupra Polului său Sud. Trei ani mai târziu, sonda spațială Cassini a NASA a zburat prin acest nor. Instrumentele de măsurare ale sondei au dezvăluit ceva uimitor: compoziția particulelor sugerează cu tărie prezența unui ocean de apă lichidă sub crusta de gheață a lui Enceladus.

Khawaja a lucrat împreună cu planetologul profesor Frank Postberg de la Freie Universität (FU) Berlin pentru a analiza în detaliu datele de la misiunea Cassini. Ei explică: „În 2018 și 2019, am întâlnit diverse molecule organice, inclusiv unele care sunt de obicei blocuri de construcție ale compușilor biologici.”

Datele au fost înregistrate cu un instrument de măsurare cu rezoluție scăzută de la Cassini. Cu toate acestea, acest lucru ar putea indica faptul că oceanul de pe luna Enceladus a lui Saturn este plin de molecule organice. „Și asta înseamnă că este posibil ca acolo să aibă loc reacții chimice care ar putea duce în cele din urmă la viață.”

Cercetătorii bănuiesc, de asemenea, că există câmpuri hidrotermale situate pe fundul oceanului lui Enceladus. Anterior nu era clar dacă moleculele organice descoperite s-au format în aceste domenii. Khawaja, împreună cu colegii săi Lucia Hortal și Thomas Sullivan, a căutat o modalitate de a răspunde la această întrebare.

„În acest scop, am simulat parametrii unui posibil câmp hidrotermal de pe Enceladus în laboratorul de la FU Berlin”, spune Khawaja, care sa mutat recent de la FU Berlin la Universitatea din Stuttgart. „Am investigat apoi ce efecte au aceste condiții asupra unui lanț simplu de aminoacizi”. Aminoacizii sunt blocurile de bază ale proteinelor și baza oricărei vieți așa cum o cunoaștem noi.

Temperatura de 80 până la 150 de grade Celsius și o presiune de 80 până la 100 de bari au predominat în aparatul de testare — în jur de o de o sută de ori mai mare decât pe suprafața Pământului. În aceste condiții extreme, lanțurile de aminoacizi s-au schimbat într-un mod caracteristic de-a lungul timpului.

Dar este chiar posibil să se detecteze aceste modificări cu instrumentele de măsură de pe sondele spațiale? Cu alte cuvinte, lasă în urmă un marker inconfundabil pe care ar trebui să-l putem găsi în datele de la Cassini (sau viitoarele misiuni spațiale)?

Instrumentul de măsurare de la bordul sondei spațiale Cassini, Cosmic Dust Analyzer, analizează praful și particulele de gheață Enceladus din spațiu, care călătoresc cu viteze de până la 20 de kilometri pe secundă. Ciocnirile de mare viteză între aceste particule fac ca materialul să se vaporizeze și moleculele din el să se spargă. Fragmentele pierd electroni și sunt apoi încărcate pozitiv. Pot fi atrași către un electrod încărcat negativ și, cu cât sunt mai ușori, cu atât ajung mai repede la el.

Este posibil să se obțină așa-numitul „spectru de masă” prin măsurarea timpului de tranzit al tuturor fragmentelor. . Acest lucru poate fi apoi folosit pentru a trage concluzii despre molecula originală.

Cu toate acestea, este dificil să se aplice această metodă de măsurare în laborator. „În schimb, am folosit o metodă alternativă de măsurare numită LILBID pentru prima dată pe particule de gheață care conțin material alterat hidrotermic”, explică Khawaja.

„Acest lucru oferă spectre de masă foarte asemănătoare instrumentului Cassini. Am folosit acest lucru pentru a Măsurăm un lanț de aminoacizi înainte și după experiment. În acest proces, am găsit semnale caracteristice care au fost cauzate de reacțiile din câmpul hidrotermal simulat. Cercetătorii vor repeta acum acest experiment cu alte molecule organice în condiții geofizice extinse în oceanul Enceladus.

Descoperirile lor fac posibilă căutarea datelor Cassini (sau a datelor din misiunile viitoare) pentru astfel de markeri. Dacă ar fi găsit, aceasta ar fi o dovadă suplimentară a existenței unui câmp hidrotermal pe Enceladus. Acest lucru crește, de asemenea, probabilitatea ca viața să se dezvolte și să supraviețuiască pe Enceladus.

(Fluierul)