Johns Hopkins Üniversitesi’ndeki bilim adamları, Europa, Enceladus ve Titan gibi dış güneş sistemindeki buzlu cisimlerin çarpmasının yüzey ve yüzey altı kimyası üzerinde önemli bir etkiye sahip olabileceğini ve potansiyel olarak yaşamın ortaya çıkmasına yol açabileceğini gösteren bir çalışmayı tamamladılar.
Gezegen bilimci Shannon M. McKenzie liderliğindeki ekip, en yaygın çarpma olaylarının (muhtemelen Kuiper kuşağı ve Oort bulutundan kaynaklanan kuyruklu yıldızlar) yarattığı etkilerin başlangıç koşullarını inceledi. Bilim adamları, buzlu ve kayalık cisimlerin dahil olduğu çarpışmalar sırasında elde edilecek hızları ve maksimum basınçları hesapladılar ve bunun farklı ailelere (birincil veya ikincil çarpmalar) ve hangi sistemlerin dahil olduğuna bağlı olarak nasıl değişeceğine baktılar.
Çalışmanın sonuçları, Europa ve Enceladus’un neden olduğu çarpışmaların çoğunun, bakteri sporlarının hayatta kalabileceği seviyeyi aşan en yüksek basınçlara maruz kaldığını gösterdi. Bununla birlikte, çarpışmadan sonra önemli miktarda malzemenin hala tutulduğunu ve daha yüksek ilk temas basınçlarının, kraterleri dolduran eriyik suyundaki organik bileşiklerin sentezini de destekleyebileceğini de belirlediler.
McKenzie ve ekibi ayrıca Europa, Enceladus ve Titan’daki yüzey devir hızına ve biyolojik materyali yeraltına nasıl aktarabildiklerine de baktı. Her üç durumda da uydular nispeten “genç” bir yüzeye sahip; bu da düzenli yüzey yenileme olaylarını ima ediyor.
Bu değerlendirmelere dayanarak McKenzie ve ekibi, Europa, Enceladus ve Titan üzerindeki kuyruklu yıldız çarpmalarının neden olduğu erimelerin astrobiyolojik açıdan ilgi çekici olacak kadar sık ve uzun olduğunu belirledi. Ancak bu, kuyruklu yıldızların ve yüzey buzunun bileşimine bağlıdır.
“Europa ve Enceladus’ta, çarpma tertibatından gelen organik maddelerin hayatta kalması ve birikmesi daha önemlidir çünkü buzlu kabukta erimiş bölgeyi tohumlayacak daha az yüzey organik maddesi vardır. Titan’da fosfor gibi elementlerin korunması daha önemli olabilir” diye tamamladılar.
Örneğin bilim insanları, Europa’ya ortalama düşme hızıyla çarpan bir kuyruklu yıldızın 15 km büyüklüğünde bir krater oluşturacağını ve yaklaşık 1 km’lik bir oluşum oluşturacağını buldu.3 suyu eritin. 67P Churyumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızında bulunan glisinin (esansiyel bir amino asit) bolluğuna dayanarak, milyonda birkaç parçanın tutulacağını belirlediler; bu, Dünya’daki hidrotermal menfezlerin çevresinde gözlemlenenden yaklaşık üç kat daha fazla.
Çalışmanın yazarları, “Bu şekilde, çarpma tertibatları, eriyik içinde meydana gelen tüm kimyasal süreçlerin tohumunu atarak, çarpma tertibatının bileşimine bağlı olarak organik ve diğer gerekli unsurları sağlar” diye ekledi.
Bu, bu ve diğer “okyanus dünyalarının” şu anda yaşanabilir olduğu veya aktif olarak yaşamı desteklediği anlamına gelmese de, gelecekteki çalışmalar için potansiyel olduğunu gösteriyor. Önümüzdeki yıllarda ESA’nın JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) ve Europa Clipper misyonları ile NASA’nın Dragonfly gibi misyonları Ganymede, Europa ve Titan’a ulaşacak. Cassini-Huygens sondasının çalışmalarına devam etmek ve Enceladus dumanının aktivitesini daha ayrıntılı olarak incelemek amacıyla Enceladus’u incelemek için bir yörünge aracı oluşturma planları da var.
Bu aylardan numune alma ve analiz, prebiyotik kimyasal yolaklara dair kapsamlı bilgiler sağlayabilir ve yaşamın hangi koşullar altında ortaya çıkabileceğini belirleyebilir. Örnekler üzerinde yapılan çalışmalar aynı zamanda “okyanus dünyalarının” derinliklerinde yaşamın var olup olamayacağına ilişkin daha geniş soruyu da ele alacak ve buzun altındaki uyduları keşfetmeye hazır gelecek misyonların neler bulacağına dair bir ön izleme sağlayacak.
McKenzie ve ekibine göre bu sonuçlar, dış güneş sistemindeki yaşam potansiyelinin anlaşılması açısından önemli çıkarımlar içeriyor. “Etki geçmişi muhtemelen bu soruların cevaplarının önemli bir bölümünü oluşturuyor, çünkü darbeler buzlu kabuktaki alışverişi (doğrudan tohumlama veya kabuğa nüfuz etme yoluyla) teşvik edebilir ve bu nedenle yüzeyden veya yüzeyden organik ve inorganik malzemelerin aralıklı akışına neden olabilir. buzun kendisi darbe gövdesi,” diye belirttiler. Ayrıca şunu da eklediler: “Etkiler aynı zamanda geçici mikrokozmoslar da yaratabilir: Çarpma sırasında eriyen sıvı su, çarpmanın enerjisiyle orantılı bir süre içinde donar.” Bu, çarpışmaların yaşamın ortaya çıkması için gerekli olan karmaşık kimyasal reaksiyonların meydana gelebileceği koşulları yaratabileceği anlamına gelir.