Satürn’ün buzlu ayı Enceladus’ta yaşamı keşfetmek için ne gerekir?

Kalın bir buz kabuğunun altında uçsuz bucaksız bir okyanusla çevrili olan Enceladus, potansiyel olarak uzaylı yaşamı barındırmak için sıcak bir aday. Arizona Üniversitesi tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, gelecekteki bir görevin küçük dünyaya inmeden bile cevaplar sağlayabileceği sonucuna vardı.

Arizona Üniversitesi araştırmacıları tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre, mikrobiyal uzaylı yaşamının Satürn’ün 83 ayından biri olan Enceladus’ta yaşayıp yaşamayacağının gizemi, yörüngedeki bir uzay sondası tarafından çözülebilir. yılında yayınlanan bir makalede Gezegen Bilimi Dergisiaraştırmacılar varsayımsal bir uzay görevinin nasıl kesin cevaplar sağlayabileceğini ortaya koyuyor.

Enceladus, 1980 yılında NASA’nın Voyager 1 uzay aracı tarafından ilk kez araştırıldığında, gökyüzünde küçük, fazla heyecan verici olmayan bir “kartopu” gibi görünüyordu. Daha sonra, 2005 ile 2017 yılları arasında, NASA’nın Cassini sondası Satürn Sistemi çevresinde dolandı ve Satürn’ün karmaşık halkalarını ve uydularını benzeri görülmemiş ayrıntılarla inceledi. Cassini, Enceladus’un kalın buz tabakasının, tipik olarak Dünya’daki mikrobiyal yaşamdan kaynaklanan bir gaz olan metan gazı salan geniş, ılık bir tuzlu su okyanusunu gizlediğini keşfettiğinde bilim adamları şaşkına döndü.

Yaşamın temellerini oluşturan diğer organik moleküllerle birlikte metan, ne zaman tespit edildi? Cassini dev su kütlelerinin arasından uçtu Enceladus’un yüzeyinden fışkırıyor. Minik ay, halkalı gaz devinin yörüngesinde dönerken, Satürn’ün muazzam yerçekimi alanı tarafından sıkıştırılıp çekiliyor ve sürtünme nedeniyle içini ısıtıyor. Sonuç olarak, Enceladus’un buzlu yüzeyindeki çatlaklardan ve yarıklardan uzaya muhteşem su fışkırıyor.

Geçen yıl, Paris’teki UArizona ve Université Paris Sciences et Lettres’deki bilim adamlarından oluşan bir ekip, Enceladus’ta yaşam ortaya çıkmış olsaydı, varlığının Ay’ın neden metan gazı çıkardığını açıklayabileceğini hesapladı.

Yeni makalenin kıdemli yazarı ve UArizona Ekoloji ve Evrimsel Biyoloji Bölümü’nde doçent olan Régis Ferrière, “Durumun böyle olup olmadığını bilmek için Enceladus’a geri dönüp bakmalıyız” dedi.

Ferrière ve işbirlikçileri son makalelerinde, Enceladus’un okyanusundaki canlı mikropların varsayımsal toplam kütlesinin küçük olmasına rağmen, Dünya benzeri mikropların Enceladus’un okyanusunda bulunup bulunmadığından emin olmak için yörüngedeki bir uzay aracının ziyaretinin yeterli olacağını bildirdiler. kabuğunun altında.

Ferrière, “Açıkçası, buz çatlaklarından sürünen ve deniz tabanına derin dalış yapan bir robot göndermek kolay olmayacak,” dedi ve Cassini’nin yaptığı gibi tüyleri örneklemek için yükseltilmiş aletleri kullanacak daha gerçekçi görevlerin tasarlandığını açıkladı. ayın yüzeyine inmek.

“Ekibimiz, daha hazırlıklı ve gelişmiş bir yörüngedeki uzay aracının yalnızca tüylerden toplayacağı verileri simüle ederek, bu yaklaşımın, Enceladus’un okyanusunda yaşam olup olmadığını, gerçekten araştırmaya gerek kalmadan güvenle belirlemek için yeterli olacağını gösterdi. ayın derinlikleri” dedi. “Bu heyecan verici bir bakış açısı.”

Dünya’dan yaklaşık 800 milyon mil uzaklıkta bulunan Enceladus, her 33 saatte bir Satürn’ün etrafındaki bir yörüngeyi tamamlıyor. Ay, Arizona eyaleti kadar geniş olmasa da, yüzeyi nedeniyle görsel olarak öne çıkıyor; Ay, güneşte parıldayan donmuş bir gölet gibi, ışığı güneş sistemindeki başka hiçbir nesnenin yapamadığı şekilde yansıtır. Ayın güney kutbu boyunca, şiddetli bir yanardağdan çıkan lava benzeyen en az 100 dev su bulutu buzlu arazideki çatlaklardan fışkırıyor.

Bilim adamları, bu gayzer benzeri özellikler tarafından fırlatılan su buharı ve buz parçacıklarının Satürn’ün ikonik halkalarından birine katkıda bulunduğuna inanıyor. Enceladus’un okyanusunun derinliklerinden gazları ve diğer parçacıkları getiren bu püskürtülen karışım, Cassini uzay aracı tarafından örneklendi.

Cassini’nin dumanlarda tespit ettiği fazla metan, Dünya okyanuslarının ışıksız derinliklerinde bulunan olağanüstü ekosistemlerin görüntülerini çağrıştırıyor: hidrotermal menfezler. Burada, iki bitişik tektonik plakanın kenarlarında, deniz tabanının altındaki sıcak magma, gözenekli ana kayadaki okyanus suyunu ısıtır ve kavurucu sıcak, mineral doymuş deniz suyu püskürten “beyaz sigara içenler” oluşturur. Güneş ışığına erişimi olmayan organizmalar, yaşamak için beyaz sigara içenler tarafından salınan kimyasal bileşiklerde depolanan enerjiye bağımlıdır.

Ferrière, “Gezegenimizdeki hidrotermal menfezler, karanlığa ve çılgın basınca rağmen irili ufaklı yaşamla dolup taşıyor” dedi. “En basit canlılar, metanojen adı verilen ve güneş ışığı olmadığında bile kendi kendilerine güç sağlayan mikroplardır.”

Metanojenler, enerji elde etmek için dihidrojen ve karbondioksiti dönüştürür ve yan ürün olarak metan salar. Ferrière’in araştırma grubu, hesaplamalarını Enceladus’un Dünya’da bulunanlara benzeyen okyanus hidrotermal bacalarında yaşayan metanojenlere sahip olduğu hipotezine dayanarak modelledi. Bu şekilde araştırmacılar, Enceladus’taki toplam metanojen kütlesinin yanı sıra hücrelerinin ve diğer organik moleküllerin dumanlardan dışarı atılma olasılığını hesapladılar.

Makalenin ilk yazarı, UArizona’da doktora sonrası araştırma görevlisi ve Paris Sciences &’de doktora sonrası araştırma görevlisi olan Antonin Affholder, “Hücrelerin varsayımsal bolluğunun Enceladus’un küresel okyanusundaki tek bir balinanın biyokütlesine tekabül ettiğini bulmak bizi şaşırttı” dedi. Bu araştırmayı yaparken mektuplar. “Enceladus’un biyosferi çok seyrek olabilir. Yine de modellerimiz, dumanları, gelecekteki bir uzay gemisinde bulunan aletler tarafından alınacak kadar yeterli organik molekül veya hücre ile beslemenin yeterince verimli olacağını gösteriyor.”

Enceladus, bir gün yeniden ziyaret edilecek ve daha kapsamlı bir şekilde incelenecek bir yer olarak son zamanlarda dikkatleri üzerine çekti. Bir öneri, Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı tarafından tasarlanan “Enceladus Orbilander”, 2050’lerden itibaren bu gök cismi üzerine inerek ve yörüngesinde dolaşarak Enceladus hakkında kapsamlı veriler toplayacak bir görev öngörüyor.

Affholder, “Araştırmamız gösteriyor ki, Enceladus’un okyanusunda bir biyosfer varsa, bunun varlığına dair işaretler, karaya veya sondaja gerek kalmadan tüylü malzemede toplanabilir,” dedi, “ancak böyle bir görev, içinden uçmak için bir yörünge aracı gerektirecektir. çok sayıda okyanus malzemesi toplamak için birçok kez tüy.”

Makale, hem mikrobiyal hücreleri hem de belirli organik molekülleri güvenle aramak için dumanlardan toplanması gereken minimum malzeme miktarı hakkında öneriler içerir. Gözlemlenebilir hücreler doğrudan yaşam kanıtı gösterecekti.

Affholder, “Gerçek hücrelerin bulunma olasılığı zayıf olabilir,” dedi, “çünkü onları derin okyanustan uzayın boşluğuna taşıyan gaz çıkarma sürecinde hayatta kalmaları gerekecek – küçücük bir hücre için oldukça uzun bir yolculuk. ”

Bunun yerine, yazarlar, belirli amino asitler gibi tespit edilen organik moleküllerin, yaşamla dolu bir çevre için veya aleyhine dolaylı kanıt olarak hizmet edeceğini öne sürüyorlar.

Ferrière, “Hesaplamalara göre, Enceladus’ta mevcut olan herhangi bir yaşamın son derece seyrek olacağı göz önüne alındığında, tüylerde hiçbir zaman onun orada olduğu konusunda kesin bir sonuca varmak için yeterli organik molekül bulamamamız için iyi bir şans var” dedi. “Yani, yaşamın var olduğunu kanıtlamak için ne kadar yeterlidir sorusuna odaklanmak yerine, ‘Yaşamın yokluğunda bulunabilecek maksimum organik madde miktarı nedir?’ diye sorduk.”

Yazarlara göre, tüm ölçümler belirli bir eşiğin üzerine çıkarsa, yaşamın ciddi bir olasılık olduğunun işareti olabilir.

Affholder, “Yabancı bir dünyada yakalanan canlı hücrelerin kesin kanıtı, nesiller boyu belirsiz kalabilir.” Dedi. “O zamana kadar, Enceladus’ta yaşam varlığını göz ardı edemeyecek olmamız, muhtemelen elimizden gelenin en iyisi.”