Satürn’ün buzlu ayı Enceladus’ta şaşırtıcı bir karanlık noktanın gözlemlenmesi, ayın jeolojik aktivitesi hakkında soru işaretleri yarattı. Washington DC’deki 2024 Amerikan Jeofizik Birliği (AGU) toplantısında tartışılan keşif, araştırmacıların dikkatini çekti. Raporlara göre, kabaca bir kilometre büyüklüğündeki nokta, NASA’nın 2009’daki Cassini misyonu sırasında çekilen görüntülerde tespit edildi. 2012’deki sonraki görüntüler, karanlık noktanın soluklaştığını ortaya çıkardı ve gezegen bilimciler arasında entrikalara yol açtı.

NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’nda gezegen jeologu olan Cynthia B. Phillips, keşfin ayrıntılarını paylaştı. Gibi rapor edildi Space.com tarafından Phillips, araştırma ekibinin bir üyesi olan Leah Sacks’ın, NASA’nın Voyager ve Cassini misyonlarından alınan görüntü verilerini analiz ederken anormalliği tespit ettiği için itibar etti. Aynı bölgenin birkaç yıl boyunca çekilmiş görüntülerini karşılaştıran ekip, bu özelliğin kademeli olarak ortadan kaybolduğunu gözlemledi.

Karanlık Noktanın Kökenlerinin Araştırılması

Bilim insanları karanlık noktanın doğasına ilişkin birçok olasılığı dışladı. Binaen Raporlara göre araştırmacılar, bunun bir gölge veya çözünürlük eseri olabileceği fikrini göz ardı ederek, çeşitli aydınlatma koşulları altında çekilen görüntülerdeki tutarlı konumunu kaydetti. Ultraviyole ve renk verileri kullanılarak yapılan analiz, lekenin, Enceladus’un diğer karanlık bölgelerinde yaygın olarak görülen mavimsi tonlardan farklı olarak kırmızımsı kahverengi bir renk tonuna sahip olduğunu gösterdi.

Space.com’a konuşan Phillips, karanlık noktanın bir çarpmanın sonucu olabileceğini, muhtemelen çarpma tertibatının kalıntılarının veya yüzeyin altında açıkta kalan malzemenin bulunduğu bir krater olabileceğini öne sürdü. Alternatif olarak, daha az olası bir açıklama, buzlu kabuğun altından yükselen ve potansiyel olarak ayın iç bileşimini açığa çıkaran malzemeden kaynaklanan özelliği içerir.

Tüy Birikintileri ve Örtbas Hipotezi

Enceladus’un ünlü buzlu tüylerinin bu noktanın ortadan kaybolmasına katkıda bulunmuş olabileceği öne sürüldü. Raporlar, bu dumanlardan gelen birikintilerin bu özelliği yavaş yavaş kaplamış olabileceğini gösteriyor. Ancak hesaplamalar, böyle bir sürecin gözlemlenen zaman diliminden çok daha uzun süreceğini gösteriyor ve bu da Satürn’ün E halkasından gelen parçacıklar gibi ek faktörlerin birikim sürecini hızlandırıp hızlandırmadığı konusunda spekülasyonlara yol açıyor.

Karanlık nokta esrarengiz olsa da, ayın yüzey dinamikleri hakkında değerli bilgiler sağlayabilir. Araştırmacılar bunun kökenlerini ve Enceladus’un yaşama ev sahipliği yapma potansiyeli hakkında neler ortaya çıkarabileceğini araştırmaya devam ediyor.

Bir çalışma, verileri yakınlaştırıyor NASA‘S Cassini toplandı Satürn‘nin buzlu ayına girer ve yaşam için önemli bir bileşenin ve onu besleyecek aşırı yüklü bir enerji kaynağının kanıtını bulur.

Bilim adamları, Satürn’ün uydusu Enceladus’tan yayılan dev buz taneleri ve su buharı bulutunun, bazılarının bildiğimiz şekliyle yaşam için önemli olan organik bileşikler açısından zengin olduğunu biliyorlardı. Şimdi, NASA’nın Cassini misyonundan elde edilen verileri analiz eden bilim insanları, yaşanabilirliğe dair kanıtları bir adım daha ileriye taşıyor: Yaşamın kökeni için anahtar olan bir molekül olan hidrojen siyanürün güçlü bir şekilde doğrulandığını buldular.

Araştırmacılar ayrıca ayın buzlu dış kabuğunun altında saklanan ve bulutu besleyen okyanusun güçlü bir kimyasal enerji kaynağı barındırdığına dair kanıtlar da ortaya çıkardı. Şimdiye kadar tanımlanamayan enerji kaynağı, bazıları Dünya’da organizmalar için yakıt görevi gören çeşitli organik bileşikler formundadır.

14 Aralık’ta yayınlanan bulgular Doğa Astronomi, bu küçük ayın içinde önceden düşünülenden çok daha fazla kimyasal enerji olabileceğini gösteriyor. Ne kadar çok enerji mevcut olursa, yaşamın çoğalması ve sürdürülmesi olasılığı da o kadar artar.

Harvard Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan ve bu alanda çok önemli çalışmalar yapan baş yazar Jonah Peter, “Çalışmamız, Enceladus’un hem yaşamın yapı taşlarını oluşturmak hem de bu yaşamı metabolik reaksiyonlar yoluyla sürdürmek için en önemli moleküllerden bazılarına ev sahipliği yaptığına dair daha fazla kanıt sağlıyor” dedi. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda çalışırken araştırmanın sonuçları. “Enceladus yalnızca yaşanabilirlik için temel gereksinimleri karşılamakla kalmıyor, aynı zamanda orada karmaşık biyomoleküllerin nasıl oluşabileceği ve ne tür kimyasal yolların söz konusu olabileceği hakkında da artık bir fikrimiz var.”

Çok Yönlü ve Enerjik

Peter, “Hidrojen siyanürün keşfi özellikle heyecan vericiydi çünkü bu, yaşamın kökenine ilişkin çoğu teorinin başlangıç ​​noktasıydı” dedi. Bildiğimiz şekliyle hayat, aşağıdaki gibi yapı taşlarını gerektirir: amino asitlerve hidrojen siyanür, amino asitleri oluşturmak için gereken en önemli ve çok yönlü moleküllerden biridir. Molekülleri birçok farklı şekilde bir araya getirilebildiğinden, çalışmanın yazarları hidrojen siyanürü amino asitin İsviçre çakısı olarak adlandırıyor. asit öncüler.

Peter şunu ekledi: “Alternatif modelleri test ederek sonuçlarımızda delikler açmaya çalıştıkça, kanıtlar daha da güçlendi. Sonunda, hidrojen siyanürü dahil etmeden duman bileşimini eşleştirmenin mümkün olmadığı ortaya çıktı.”

2017’de bilim insanları Enceladus’ta, eğer varsa okyanusta yaşamın sürdürülmesine yardımcı olabilecek kimyaya dair kanıtlar buldular. Dumandaki karbondioksit, metan ve hidrojen kombinasyonu, metan üreten metabolik bir süreç olan metanogenezi akla getiriyordu. Metanojenez Dünya’da yaygındır ve gezegenimizdeki yaşamın kökeni açısından kritik öneme sahip olabilir.

Yeni çalışma, metan yapımından çok daha güçlü ve çeşitli ek enerji kimyasal kaynaklarına dair kanıtları ortaya çıkarıyor: Yazarlar oksitlenmiş bir dizi organik bileşik buldular; bu da bilim adamlarına Enceladus’un yeraltında yaşamı potansiyel olarak sürdürmek için birçok kimyasal yol bulunduğunu gösteriyor. okyanus. Bunun nedeni oksidasyonun kimyasal enerjinin salınmasına yardımcı olmasıdır.

“Eğer metanojenez, enerji açısından küçük bir saat pili gibiyse, o zaman sonuçlarımız Enceladus okyanusunun, mevcut olabilecek herhangi bir yaşama büyük miktarda enerji sağlama kapasitesine sahip, araba aküsüne daha benzer bir şey sunabileceğini gösteriyor.” söz konusu JPLKevin Hand, çalışmanın ortak yazarı ve yeni sonuçlara yol açan çalışmanın baş araştırmacısı.

Matematik Yoldur

Cassini’nin Enceladus’ta bulduğu koşulları kopyalamak için laboratuvar deneyleri ve jeokimyasal modelleme kullanan daha önceki araştırmaların aksine, yeni çalışmanın yazarları ayrıntılı istatistiksel analizlere dayanıyordu. Cassini’nin topladığı verileri incelediler iyon ve nötr kütle spektrometresiSatürn’ün etrafındaki gaz, iyonlar ve buz tanelerini inceleyen.

Verilerin içerdiği bilgi miktarını ölçerek yazarlar, farklı kimyasal bileşiklerin Cassini sinyalini ne kadar iyi açıkladığı konusundaki ince farkları ortaya çıkarabildiler.

Peter, “Gözlemlenen verileri eşleştirmeye çalışırken birbirine uyabilecek pek çok potansiyel yapboz parçası var” dedi. “Sınırlı veri kümesini aşırı yorumlamadan, hangi yapboz parçası kombinasyonunun bulut kompozisyonuyla en iyi şekilde eşleştiğini ve verilerden en iyi şekilde yararlandığını bulmak için matematik ve istatistiksel modelleme kullandık.”

Bilim insanları yaşamın Enceladus’ta başlayıp başlamadığına dair cevap vermekten hala çok uzaktalar. Ancak Peter’ın da belirttiği gibi, yeni çalışma, laboratuvarda test edilebilecek yaşam için kimyasal yollar ortaya koyuyor.

Bu arada Cassini, Enceladus’un aktif bir uydu olduğu ortaya çıktıktan çok sonra bile vermeye devam eden görevdir. 2017 yılında görev, uzay aracının kasıtlı olarak Satürn’ün atmosferine daldırılmasıyla sona erdi. Çalışmanın ortak yazarı ve JPL gezegen bilimcisi Tom Nordheim, “Çalışmamız, Cassini’nin misyonu sona ermiş olsa da gözlemlerinin bize Satürn ve esrarengiz Enceladus dahil uyduları hakkında yeni bilgiler sağlamaya devam ettiğini gösteriyor” dedi. Cassini ekibinin bir üyesi.

Referans: Jonah S. Peter, Tom A. Nordheim ve Kevin P. Hand tarafından “Enceladus dumanında HCN ve çeşitli redoks kimyasının tespiti”, 14 Aralık 2023, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-023-02160-0

Misyon Hakkında Daha Fazla Bilgi

Cassini-Huygens misyonu NASA ve ESA’nın ortak bir projesiydi (Avrupa Uzay Ajansı) ve İtalyan Uzay Ajansı. Caltech’in Pasadena, California’daki bir bölümü olan JPL, NASA’nın Washington’daki Uzay Misyonu Direktörlüğü görevini yönetti. JPL, Cassini yörünge aracını tasarladı, geliştirdi ve monte etti.

Bir çalışma, NASA’dan Cassini’nin Satürn’ün buzlu uydusunda topladığı verileri yakınlaştırıyor ve yaşam için önemli bir bileşenin ve onu besleyecek aşırı yüklü bir enerji kaynağının kanıtını buluyor.

Bilim adamları, Satürn’ün uydusu Enceladus’tan yayılan dev buz taneleri ve su buharı bulutunun, bazılarının bildiğimiz şekliyle yaşam için önemli olan organik bileşikler açısından zengin olduğunu biliyorlardı. Şimdi, NASA’nın Cassini misyonundan elde edilen verileri analiz eden bilim insanları, yaşanabilirliğe dair kanıtları bir adım daha ileriye taşıyor: Yaşamın kökeni için anahtar olan bir molekül olan hidrojen siyanürün güçlü bir şekilde doğrulandığını buldular.

Araştırmacılar ayrıca ayın buzlu dış kabuğunun altında saklanan ve bulutu besleyen okyanusun güçlü bir kimyasal enerji kaynağı barındırdığına dair kanıtlar da ortaya çıkardı. Şimdiye kadar tanımlanamayan enerji kaynağı, bazıları Dünya’da organizmalar için yakıt görevi gören çeşitli organik bileşikler formundadır.

Bulgularyayınlanan Doğa Astronomi, bu küçük ayın içinde önceden düşünülenden çok daha fazla kimyasal enerji olabileceğini gösteriyor. Ne kadar çok enerji mevcut olursa, yaşamın çoğalması ve sürdürülmesi olasılığı da o kadar artar.

Harvard Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan ve çok sayıda çalışma yapan baş yazar Jonah Peter, “Çalışmamız, Enceladus’un hem yaşamın yapı taşlarını oluşturmak hem de bu yaşamı metabolik reaksiyonlar yoluyla sürdürmek için en önemli moleküllerden bazılarına ev sahipliği yaptığına dair daha fazla kanıt sağlıyor” dedi. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda çalışırken araştırmanın sonuçları.

“Enceladus yalnızca yaşanabilirlik için temel gereksinimleri karşılamakla kalmıyor, aynı zamanda orada karmaşık biyomoleküllerin nasıl oluşabileceği ve ne tür kimyasal yolların söz konusu olabileceği hakkında da artık bir fikrimiz var.”

Çok yönlü ve enerjik

Peter, “Hidrojen siyanürün keşfi özellikle heyecan vericiydi çünkü bu, yaşamın kökenine ilişkin çoğu teorinin başlangıç ​​noktasıydı” dedi. Bildiğimiz gibi yaşam, amino asitler gibi yapı taşlarına ihtiyaç duyar ve hidrojen siyanür, amino asitleri oluşturmak için gereken en önemli ve çok yönlü moleküllerden biridir. Molekülleri birçok farklı şekilde bir araya getirilebildiğinden, çalışmanın yazarları hidrojen siyanürü amino asit öncüllerinin İsviçre çakısı olarak adlandırıyor.

Peter şunu ekledi: “Alternatif modelleri test ederek sonuçlarımızda delikler açmaya çalıştıkça, kanıtlar daha da güçlendi. Sonunda, hidrojen siyanürü dahil etmeden duman bileşimini eşleştirmenin hiçbir yolu olmadığı ortaya çıktı.”

2017’de bilim insanları Enceladus’ta, eğer varsa okyanusta yaşamın sürdürülmesine yardımcı olabilecek kimyaya dair kanıtlar buldular. Dumandaki karbondioksit, metan ve hidrojen kombinasyonu, metan üreten metabolik bir süreç olan metanogenezi akla getiriyordu. Metanojenez Dünya’da yaygındır ve gezegenimizdeki yaşamın kökeni açısından kritik öneme sahip olabilir.

Yeni çalışma, metan yapımından çok daha güçlü ve çeşitli ek enerji kimyasal kaynaklarına dair kanıtları ortaya çıkarıyor: Yazarlar oksitlenmiş bir dizi organik bileşik buldular; bu da bilim adamlarına Enceladus’un yeraltında yaşamı potansiyel olarak sürdürmek için birçok kimyasal yol bulunduğunu gösteriyor. okyanus. Bunun nedeni oksidasyonun kimyasal enerjinin salınmasına yardımcı olmasıdır.

“Eğer metanojenez, enerji açısından küçük bir saat pili gibiyse, o zaman sonuçlarımız Enceladus okyanusunun, mevcut olabilecek herhangi bir yaşama büyük miktarda enerji sağlama kapasitesine sahip, araba aküsüne daha benzer bir şey sunabileceğini gösteriyor.” JPL’den çalışmanın ortak yazarı ve yeni sonuçlara yol açan çalışmanın baş araştırmacısı Kevin Hand şöyle konuştu:

Matematik yoldur

Cassini’nin Enceladus’ta bulduğu koşulları kopyalamak için laboratuvar deneyleri ve jeokimyasal modelleme kullanan daha önceki araştırmaların aksine, yeni çalışmanın yazarları ayrıntılı istatistiksel analizlere dayanıyordu. Satürn çevresindeki gazı, iyonları ve buz tanelerini inceleyen Cassini’nin iyon ve nötr kütle spektrometresi tarafından toplanan verileri incelediler.

Verilerin içerdiği bilgi miktarını ölçerek yazarlar, farklı kimyasal bileşiklerin Cassini sinyalini ne kadar iyi açıkladığı konusundaki ince farkları ortaya çıkarabildiler.

Peter, “Gözlemlenen verileri eşleştirmeye çalışırken birbirine uyabilecek birçok potansiyel yapboz parçası var” dedi. “Sınırlı veri setini aşırı yorumlamadan, hangi yapboz parçası kombinasyonunun tüy kompozisyonuna en iyi şekilde uyduğunu ve verilerden en iyi şekilde yararlandığını bulmak için matematik ve istatistiksel modellemeyi kullandık.”

Bilim insanları yaşamın Enceladus’ta başlayıp başlamadığına dair cevap vermekten hala çok uzaktalar. Ancak Peter’ın da belirttiği gibi, yeni çalışma, laboratuvarda test edilebilecek yaşam için kimyasal yollar ortaya koyuyor.

Bu arada Cassini, Enceladus’un aktif bir uydu olduğu ortaya çıktıktan çok sonra bile vermeye devam eden görevdir. 2017 yılında görev, uzay aracının kasıtlı olarak Satürn’ün atmosferine daldırılmasıyla sona erdi. Çalışmanın ortak yazarı ve JPL gezegen bilimcisi Tom Nordheim, “Çalışmamız, Cassini’nin misyonu sona ermiş olsa da gözlemlerinin bize Satürn ve esrarengiz Enceladus dahil uyduları hakkında yeni bilgiler sağlamaya devam ettiğini gösteriyor” dedi. Cassini ekibinin bir üyesi.

Southwest Araştırma Enstitüsü, ayın buzlu yüzeyinin altındaki sıvı su okyanusunda fosfor için kanıt bulmaya yardımcı oldu.

Araştırmacılar, verileri kullanarak NASA‘S cassini misyonu, yeraltı okyanusunda yaşam için kritik bir bileşen olan fosfat formundaki fosforu keşfettiler. Satürnuydusu Enceladus. Fosfor konsantrasyonu, Dünya okyanuslarından en az 100 kat daha yüksek, bu da onu dünya dışı yaşam arayışında heyecan verici bir keşif yapıyor. Bulgular, Dünya gibi yüzey okyanus dünyalarının ötesinde, güneş sistemi boyunca buzla kaplı okyanus dünyalarının potansiyel yaşanabilirliği fikrini güçlendiriyor.

Güneş sistemimizde dünya dışı yaşam arayışı daha da heyecanlı hale geldi. Aralarında Southwest Araştırma Enstitüsü’nden Dr. Christopher Glein’ın da bulunduğu bir grup bilim insanı, Satürn’ün uydusu Enceladus’un yeraltı okyanusunun yaşam için önemli bir yapı taşı içerdiğine dair yeni kanıtlar keşfetti. Ekip, NASA’nın Cassini misyonundan elde edilen verileri kullanarak, ayın buzla kaplı küresel okyanusundan kaynaklanan fosfat formundaki fosforu doğrudan tespit etti. Cassini, 13 yılı aşkın bir süredir Satürn’ü ve onun halkalar ve uydular sistemini araştırdı.

Dünya dışı oşinografide lider bir uzman olan Glein, “2020’de (2022’de yayınlandı), Enceladus’un okyanusunda fosforun bol olması gerektiğini tahmin etmek için jeokimyasal modelleme kullandık” dedi. Nature dergisinde bu araştırmayı açıklayan bir makalenin ortak yazarıdır. “Şimdi, yer altı okyanusundan fışkıran tüylü buz örneklerinde bol miktarda fosfor bulduk.”

Cassini uzay aracı, Enceladus’un yüzey altı sıvı suyunu keşfetti ve ayın buzlu yüzeyindeki çatlaklardan uzaya fışkıran buz tanecikleri ve gaz bulutundaki örnekleri analiz etti. Cassini’nin Kozmik Toz Analizörü tarafından tuz bakımından zengin buz taneleri sınıfının analizi, sodyum fosfatların varlığını gösterdi. Laboratuvar analog deneyleriyle birlikte ekibin gözlemsel sonuçları, fosforun Enceladus’un okyanusunda fosfat olarak kolayca bulunabileceğini gösteriyor.

Fosfat formundaki fosfor, dünyadaki tüm yaşam için hayati öneme sahiptir. oluşturulması için gereklidir. DNA Ve RNA, insanlarda ve hayvanlarda enerji taşıyan moleküller, hücre zarları, kemikler ve dişler ve hatta denizin plankton mikrobiyomu. Bildiğimiz şekliyle yaşam, fosfatlar olmadan mümkün değildir.

Glein, “Ay’ın tüy oluşturan okyanus sularında, Dünya okyanuslarından en az 100 kat daha yüksek fosfat konsantrasyonları bulduk” dedi. Fosfatın varlığını tahmin etmek için bir model kullanmak bir şeydir, ancak aslında fosfatın kanıtını bulmak inanılmaz derecede heyecan vericidir. Bu, astrobiyoloji için çarpıcı bir sonuç ve Dünya’nın ötesinde yaşam arayışında ileriye doğru atılmış büyük bir adım.”

Son 25 yılda gezegen bilimindeki en derin keşiflerden biri, güneş sistemimizde bir yüzey buz tabakasının altında okyanuslara sahip dünyaların yaygın olmasıdır. Bu tür dünyalar, Europa, Titan ve Enceladus gibi dev gezegenlerin buzlu uydularının yanı sıra daha uzak cisimleri içerir. Plüton. Dünya gibi yüzey okyanusları olan dünyalar, yüzey sıvı suyunu destekleyen sıcaklıkları korumak için ev sahibi yıldızlarından dar bir mesafe aralığında bulunmalıdır. Bununla birlikte, iç okyanus dünyaları, çok daha geniş bir mesafe aralığında meydana gelebilir ve galakside var olması muhtemel yaşanabilir dünyaların sayısını büyük ölçüde artırır.

“Jeokimyasal deneyler ve modelleme, bu kadar yüksek fosfat konsantrasyonlarının, Enceladus’ta ve muhtemelen güneş sisteminin ötesindeki diğer buzlu okyanus dünyalarında gelişmiş fosfat mineral çözünürlüğünden kaynaklandığını gösteriyor. Jüpiterdedi. “Bu bulguyla, Enceladus okyanusunun artık yaşam için en katı olarak kabul edilen gerekliliği karşıladığı biliniyor. Bir sonraki adım açık – yaşanabilir okyanusta gerçekten yerleşim olup olmadığını görmek için Enceladus’a geri dönmemiz gerekiyor.”

Referans: “Enceladus okyanusundan kaynaklanan fosfatların tespiti”, yazan Frank Postberg, Yasuhito Sekine, Fabian Klenner, Christopher R. Glein, Zenghui Zou, Bernd Abel, Kento Furuya, Jon K. Hillier, Nozair Khawaja, Sascha Kempf, Lenz Noelle, Takuya Saito, Juergen Schmidt, Takazo Shibuya, Ralf Srama ve Shuya Tan, 14 Haziran 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-05987-9

baş yazarı Doğa makale Institut für Geologische Wissenschaften, Freie Universität Berlin, Almanya’dan Frank Postberg’dir. Araştırma ekibi, dünya çapında 10 kurumdan bilim adamlarını içermektedir. Glein, baş ABD araştırmacısıydı.