Zapnijcie pasy, naukowcy odkryli kluczowy składnik życia na lodowym księżycu Saturna
Lepiej zapnijcie pasy, bo to jeden z przełomowych momentów w historii naszego odkrywania kosmosu. Na jednym z księżyców Saturna odkryto pierwiastek niezbędny do życia. To fosfor, który jest kluczowym składnikiem DNA, błon komórkowych i ATP - uniwersalnego nośnika energii w komórkach. Bez fosforu nie byłoby życia takiego, jakie znamy. To pierwszy raz, kiedy fosfor został odkryty w oceanie poza Ziemią.
Fosfor został wykryty w słonych ziarnach lodu, które Enceladus - szósty co do wielkości księżyc Saturna - wyrzucił w przestrzeń kosmiczną przez szczeliny w swojej lodowej skorupie. Pod tą skorupą znajduje się ocean wody, który wybucha przez gejzery na biegunie południowym księżyca. To właśnie z tych gejzerów pochodzi materiał, który tworzy zewnętrzne pierścienie Saturna.
Naukowcy wykorzystali dane z misji Cassini, która badała Saturna i jego księżyce między 2004 a 2017 rokiem. Sonda Cassini wielokrotnie przelatywała przez strumienie materii z Enceladusa i pierścienia E Saturna, a jej analizator pyłu kosmicznego wykrywał minerały i związki organiczne niezbędne do życia.
Wcześniej badacze wykryli obecność sodu, potasu, chloru i związków węglanowych w ziarnach lodu zebranych i przeanalizowanych przez Cassini. Teraz naukowcy mogą dodać do listy fosfor. Badanie przedstawiające te odkrycia zostało opublikowane w środę w czasopiśmie Nature.
To pierwszy raz, kiedy fosfor został odkryty w oceanie poza Ziemią. Odkrycie to jest ostatnim elementem układanki, która sprawia, że ocean na Enceladusie jest jedynym znanym oceanem poza Ziemią, który zawiera wszystkie sześć elementów potrzebnych do życia - węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor i siarkę. Modelowanie komputerowe sugerowało też, że podpowierzchniowy ocean ma umiarkowaną zasadowość – wszystkie czynniki sprzyjają warunkom nadającym się do zamieszkania.
Posiadanie składników jest konieczne, ale może nie wystarczyć do tego, aby środowisko pozaziemskie mogło być zamieszkane. Czy życie mogło powstać w oceanie Enceladusa pozostaje otwartym pytaniem
- powiedział Christopher Glein, współautor badania i naukowiec planetarny z Southwest Research Institute w San Antonio.
Jak analizowano dane?
Autorzy skupili się na danych zebranych przez instrument Cosmic Dust Analyzer sondy Cassini, który pobrał próbki lodowych cząstek z Enceladusa w pierścieniu E Saturna. Przeanalizowano znacznie więcej cząstek lodu, gdy sonda Cassini przelatywała przez pierścień E, niż gdy przechodziła tylko przez pióropusz, więc naukowcy byli w stanie dokonać dokładniejszych badań. W ten sposób odkryli wysokie stężenia fosforanów sodu – cząsteczek chemicznie związanego sodu, tlenu, wodoru i fosforu.
Naukowcy w Europie i Japonii przeprowadzili następnie eksperymenty laboratoryjne, które wykazały, że ocean Enceladusa zawiera fosfor, związany w różnych rozpuszczalnych w wodzie formach fosforanu, w stężeniu co najmniej 100 razy większym niż w oceanach naszej planety.
Dalsze modelowanie geochemiczne przeprowadzone przez zespół wykazało, że obfitość fosforanów może być również możliwa w innych lodowych światach oceanicznych w zewnętrznym Układzie Słonecznym, szczególnie tych, które powstały z pierwotnego lodu zawierającego dwutlenek węgla i gdzie woda w stanie ciekłym ma łatwy dostęp do skał.
Misja Cassini dobiegła końca w 2017 roku, kiedy sonda spłonęła w atmosferze Saturna, ale zgromadzone przez nią dane będą nadal bogatym źródłem informacji na nadchodzące dziesięciolecia.
Enceladus - księżyc pełen niespodzianek
Enceladus to szósty pod względem wielkości księżyc Saturna i dziewiętnasty w Układzie Słonecznym. Ma średnicę około 500 kilometrów, czyli jest dziesięć razy mniejszy od największego księżyca Saturna, Tytana. Enceladus jest pokryty świeżym, czystym lodem, co czyni go jednym z najbardziej odbijających światło ciał w Układzie Słonecznym.
Enceladus został odkryty 28 sierpnia 1789 roku przez Williama Herschela, ale niewiele o nim wiedziano, dopóki dwie sondy Voyager nie przeleciały obok Saturna w latach 1980 i 1981. W 2005 roku sonda Cassini rozpoczęła wiele bliskich przelotów obok Enceladusa, ujawniając jego powierzchnię i środowisko w większym szczególe.
Cassini odkryła bogate w wodę gejzery wydobywające się z regionu bieguna południowego. Kriowulkanizm blisko bieguna południowego wystrzeliwuje jak gejzer strumienie pary wodnej, wodoru molekularnego, innych lotnych związków i materiału stałego, w tym kryształów chlorku sodu i cząsteczek lodu, w przestrzeń kosmiczną. Zidentyfikowano ponad 100 takich gejzerów. Część pary wodnej spada z powrotem jako "śnieg"; reszta ucieka i dostarcza większość materiału tworzącego pierścień E Saturna.
W 2014 roku NASA poinformowała, że Cassini znalazła dowody na istnienie dużego oceanu pod powierzchnią bieguna południowego Enceladusa o grubości około 10 km. Istnienie oceanu pod powierzchnią Enceladusa zostało od tego czasu matematycznie zamodelowane i odtworzone. Ocean ten ma wysokie stężenie fosforu, kluczowego składnika życia, który jest niezbędny do budowy DNA i części błon komórkowych i cząsteczek przenoszących energię występujących we wszystkich formach życia na Ziemi.
Fosfor jest najrzadszym z sześciu pierwiastków uważanych za niezbędne dla wszystkich istot żywych - pozostałe to węgiel, tlen, wodór, azot i siarka.
Wnętrze oceanu odkryte przez Cassini sprawiło, że Enceladus - o wielkości jednej siódmej Księżyca Ziemi i szóstym największym spośród 146 znanych naturalnych satelitów Saturna - stał się głównym kandydatem w poszukiwaniu miejsc w naszym układzie słonecznym poza Ziemią, które mogą być zamieszkałe, choćby przez mikroby. Enceladus ma również szeroki zakres cech powierzchniowych, od starych, silnie pokrytych kraterami regionów po młode, tektonicznie zdeformowane tereny. Enceladus jest nazwany na cześć giganta z mitologii greckiej.
Enceladus to księżyc pełen niespodzianek i zagadek, który fascynuje naukowców i miłośników kosmosu. Może kiedyś uda się nam dowiedzieć, czy pod jego lodową skorupą kryje się życie.
