Satürn’ün uydusu Enceladus’un güney kutbundan püsküren dumanların arasından uçan Cassini uzay aracının sanatçı izlenimi. Bu tüyler gayzerlere çok benzer ve su buharı, buz taneleri, tuzlar, metan ve diğer organik moleküllerin bir kombinasyonunu dışarı atar. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Kalın bir buz kabuğuyla kaplı ve uçsuz bucaksız bir okyanusla çevrili olan Enceladus, potansiyel olarak dünya dışı yaşamı içermek için güçlü bir rakip. Araştırmacılar, bu küçücük dünyaya iniş gerektirmeden bile, gelecekteki bir görevin potansiyel olarak cevaplar sunabileceği sonucuna vardılar.
Arizona Üniversitesi araştırmacıları, Enceladus’ta mikrobiyal dünya dışı yaşam olasılığını çevreleyen gizemi keşfettiler. Satürn83 ayı, yörüngedeki bir uzay sondası tarafından çözülebilir. Araştırmacılar yayınlanan bir makalede bir planın ana hatlarını çizdiler. Gezegen Bilimi Dergisivarsayımsal bir uzay görevinin nasıl kesin cevaplar sağlayabileceğini açıklıyor.
Başlangıçta, ne zaman NASAVoyager 1 uzay aracı, 1980’de Enceladus’u inceledi, gökyüzünde sadece küçük, etkileyici olmayan bir “kartopu” gibi göründü. Ancak, 2005 ile 2017 yılları arasında Satürn Sistemi, NASA’nın araştırmacıları tarafından benzeri görülmemiş ayrıntılarla araştırıldı. cassini incelemek, bulmak. Cassini, Enceladus’un buzla kaplı dış yüzeyinin metan gazı salan ılık, tuzlu bir okyanusu sakladığını ortaya çıkardığında bilim adamları hayrete düştüler. Dünya’da metan genellikle mikrobiyal yaşam tarafından üretilir ve bu da Enceladus’u daha fazla araştırma için büyüleyici bir konu haline getirir.
Metan, yaşamın temellerini oluşturan diğer organik moleküllerle birlikte, Cassini Enceladus’un yüzeyinden fışkıran dev su bulutlarının arasından uçarken tespit edildi. 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.
Bu grafik, bilim adamlarının, hidrotermal havalandırma sistemleri oluşturmak için suyun Enceladus okyanusunun dibindeki kayalarla etkileşime girdiğine nasıl inandıklarını gösteriyor. Aynı baca benzeri menfezler, Dünya okyanuslarındaki tektonik levha sınırları boyunca, yüzeyin yaklaşık 7000 fit altında bulunur. Kredi: NASA/JPL-Caltech/Güneybatı Araştırma Enstitüsü
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 enstrümanlar kullanan daha gerçekçi görevlerin tasarlandığını açıkladı. ayın yüzeyine inmek.
“Ekibimiz, yörüngedeki daha hazırlıklı ve gelişmiş bir uzay aracının yalnızca tüylerden toplayacağı verileri simüle ederek, bu yaklaşımın, Enceladus’un okyanusunda yaşam olup olmadığını fiilen 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 dumanlar” 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 &’da çalışan 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, tüyleri, gelecekteki bir uzay gemisindeki 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. Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı tarafından tasarlanan “Enceladus Orbilander” adlı bir teklif, 2050’lerden itibaren bu gök cismine 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, yere inmeye veya delmeye gerek kalmadan tüylü malzemede toplanabilir,” dedi, “ancak böyle bir görev, içinden uçmak için bir yörünge aracı gerektirir. 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 okyanusun derinliklerinden uzayın boşluğuna taşıyan gaz çıkarma sürecinde hayatta kalmaları gerekecek – küçük bir hücre için oldukça uzun bir yolculuk. ”
Bunun yerine yazarlar, tespit edilen organik moleküllerin, örneğin belirli amino asitleryaşamla dolu bir çevrenin lehinde veya aleyhinde dolaylı bir delil görevi görecekti.
Ferrière, “Hesaplamalara göre, Enceladus’ta mevcut 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.”
Referans: “Enceladus’un Derin Okyanusunda Varsayılan Metanojenik Biyosfer: Biyokütle, Üretkenlik ve Tespit İçin Etkiler” yazan Antonin Affholder, François Guyot, Boris Sauterey, Régis Ferrière ve Stéphane Mazevet, 13 Aralık 2022, Gezegen Bilimi Dergisi.
DOI: 10.3847/PSJ/aca275