W 2005 roku sonda Cassini wykryła gejzery na Enceladusie, który jest jednym z księżyców Saturna. Uwagę astrobiologów zwróciła ilość metanu w pióropuszach wyrzucanej przez gejzery materii. Według nich, znane procesy geochemiczne nie mogą wyjaśnić poziomów metanu zmierzonych przez sondę Cassini i pasują raczej do wyników związanych z aktywnością drobnoustrojów podobną do tej występującej w kominach hydrotermalnych na dnie ziemskich oceanów.

Sonda Cassini została wystrzelona z Ziemi w 1997 roku. Było to wspólne przedsięwzięcie NASA, ESA oraz włoskiej ASI. Do Saturna doleciała siedem lat później. W 2005 roku zbliżyła się do Enceladusa – jednego z księżyców Saturna. Dostrzegła wówczas cienką atmosferę oraz gejzery, które rozpaliły wyobraźnię astronomów. Wskazywały one bowiem, na występowanie wody w stanie ciekłym pod lodową skorupą Enceladusa.

Podczas kolejnych zbliżeń do księżyca sonda przeleciała nad pióropuszem materii wyrzucanej z gejzerów i pobrała próbki. Badacze znaleźli w nich m.in. wodór, dwutlenek węgla oraz metan.

Życie mikrobiologiczne na Enceladusie?

Enceladus to stosunkowo mały (504 kilometry średnicy) księżyc Saturna. Jest szósty pod względem wielkości naturalnych satelitów tej planety. Odkryty został w 1789 roku przez niemieckiego astronoma Williama Herschela. Jest to bardzo ciekawy obiekt. W całości pokryty jest lodem. To oznacza, że ma jedne z największych albedo (stosunek ilości promieniowania odbitego do padającego) w całym Układzie Słonecznym.

Pod lodową skorupą Enceladusa znajduje się słony ocean, który obejmuje cały księżyc, a jego głębokość może sięgać nawet 60 kilometrów. Pomiary z sondy Cassini wskazały też, że pióropusze wydają się być wynikiem aktywności hydrotermalnej na dnie oceanu. To oczywiście rozgrzało wyobraźnię i doprowadziło do debaty na temat tego, czy w oceanie na księżycu mogą panować warunki sprzyjające powstaniu życia.

Od tamtego czasu wykonano wiele badań na temat Enceladusa i możliwości istnienia tam życia. Nowe, przeprowadzone przez naukowców z University of Arizona oraz Paris Sciences & Lettres University, które ukazały się na łamach pisma „Nature Astronomy” sugerują istnienie nieznanego procesu produkcji metanu, który zachodzi pod lodową skorupą księżyca. W ten sposób uczeni tłumaczą nieoczekiwane poziomy metanu zmierzone przez sondę Cassini. Innym wytłumaczeniem takich ilości metanu są beztlenowe mikroorganizmy, które w wyniku chemosyntezy wytwarzają duże ilości metanu.

Autorzy badań zasugerowali, zresztą nie pierwsi, możliwość istnienia na dnie ogromnego oceanu kominów hydrotermalnych podobnych do tych na Ziemi. Gdyby w podobieństwach posunąć się dalej, to należy odnotować, że na naszej planecie wokół kominów hydrotermalnych występują różne formy życia. Mimo skrajnych warunków. Jedna z koncepcji rozwoju życia na Ziemi mówi, że powstało ono właśnie wokół takich kominów. Czy podobne występuję na Enceladusie? Na to dowodów nie ma.

Prawdopodobny proces pokazujący, jak związki organiczne przedostały się w przestrzeń kosmiczną otaczającą Enceladusa, fot. NASA/JPL-Caltech

Skąd ten metan?

Metan na Ziemi wytwarzany jest w wyniku procesów geologicznych (przez czynniki abiotyczne) lub przez organizmy żywe, jak te, które zasiedlają okolice kominów hydrotermalnych. Nie potrzebują one tlenu, aby przetrwać. Energię otrzymują poprzez metabolizowanie dwutlenku węgla i wodoru. Uwalniają przy tym metan, który został wykryty w pióropuszach materii wyplutych z enceladusowskich gejzerów. Astronomowie byli zainteresowani ustaleniem prawdopodobieństwa, czy ta sygnatura metanowa może być oznaką życia.

– Chcieliśmy wiedzieć, czy drobnoustroje podobne do tych znanych nam z Ziemi mogą wyjaśnić zaskakująco dużą ilość metanu wykrytą przez Cassini – powiedział Regis Ferriere z University of Arizona, jeden z dwóch głównych autorów badania. – Poszukiwanie takich mikrobów, znanych jako metanogeny, na dnie morskim Enceladusa wymagałoby niezwykle trudnych misji głębinowych, na które nie ma co liczyć w nadchodzących dekadach – dodał.

Ferriere i jego zespół wybrali inną, łatwiejszą drogę. Uczeni skonstruowali modele matematyczne uwzględniające różne procesy – m.in. znane procesy geochemiczne czy działalność ziemskich metanogenów – do przeanalizowania danych zebranych przez sondę Cassini i najlepszego wyjaśnienia wysokiego stężenia metanu w próbkach z Enceladusa.

Wyniki pokazały, że dane Cassini są zgodne albo z aktywnością mikrobiologiczną podobną do tej wokół ziemskich kominów hydrotermalnych, albo z procesami, które nie obejmują form życia, ale różnią się od tych występujących na Ziemi. Nawet najwyższe możliwe szacunki abiotycznej produkcji metanu, czyli bez pomocy biologicznej, oparte na znanych nam procesach są dalece niewystarczające do wyjaśnienia stężenia metanu zmierzonego w pióropuszach materii bijącej z Enceladusa. Dodanie do tych szacunków biologicznej metanogenezy mogłoby dać wystarczającą ilość metanu, pasującą do obserwacji Cassini.

„Biologiczna metanogeneza wydaje się być zgodna z danymi”

– Oczywiście nie twierdzimy, że w oceanie Enceladusa istnieje życie. Chcieliśmy raczej zrozumieć, jak prawdopodobne jest to, że hipotetyczne kominy hydrotermalne na Enceladusie mogłyby nadawać się do zamieszkania przez mikroorganizmy podobne do tych występujących na Ziemi. Według naszych modeli jest to bardzo prawdopodobne. Biologiczna metanogeneza wydaje się być zgodna z danymi z sondy Cassini – podkreślił Ferriere.

Autorzy mają nadzieję, że ich badania dostarczą wskazówek dla przyszłych analiz mających na celu lepsze zrozumienie obserwacji poczynionych przez sondę Cassini i że zachęcą do badań mających na celu wyjaśnienie procesów abiotycznych, które mogłyby wytwarzać wystarczającą ilość metanu, zgadzającą się z danymi sondy.

Uczeni wskazują też, że metan może pochodzić z rozkładu pierwotnej materii organicznej, która może znajdować się w jądrze Enceladusa i która może zostać częściowo przekształcona w wodór, metan i dwutlenek węgla. Ta hipoteza jest bardzo prawdopodobna, zwłaszcza jeśli okaże się, że Enceladus powstał w wyniku akrecji bogatego w substancje organiczne materiału dostarczanego przez komety.

– Jeśli uznamy, że prawdopodobieństwo życia na Enceladusie jest niezwykle niskie, wtedy takie alternatywne mechanizmy abiotyczne stają się znacznie bardziej prawdopodobne, nawet jeśli są bardzo obce w porównaniu z tym, co obserwujemy na Ziemi – zaznaczył Ferriere.

 

 

Źródło: University of Arizona

 

5 1 vote
Article Rating