Ocean Enceladusa coraz bardziej gościnny dla życia

Dane z sondy Cassini ujawniły w pióropuszach Enceladusa złożone cząsteczki organiczne. Odkrycie, opublikowane w Nature Astronomy, wzmacnia hipotezę, że pod lodową skorupą księżyca Saturna zachodzą reakcje chemiczne podobne do tych, które na Ziemi prowadzą do powstawania składników życia

Choć Enceladus ma zaledwie około 500 km średnicy, od dwóch dekad pozostaje jednym z najważniejszych celów astrobiologii. W 2005 r. Cassini odkryła, że z jego południowego bieguna tryskają gejzery wody, które wyrzucają w przestrzeń cząstki lodu i parę wodną pochodzącą z globalnego oceanu ukrytego pod grubą warstwą lodu. Teraz, dzięki ponownej analizie danych z przelotu z 2008 r., naukowcy donieśli o obecności nowych, bardziej złożonych związków organicznych w świeżych ziarnach lodu wyrzucanych z wnętrza księżyca.

„Ocean pod powierzchnią Enceladusa wykazuje dużą złożoność chemiczną” – podkreśla dr Nozair Khawaja z Wolnego Uniwersytetu w Berlinie, główny autor badania. „Te wyniki są niezwykle intrygujące. Prowokują pytanie o naturę i pochodzenie tych cząsteczek” – dodaje w rozmowie z Scientific American dr Kevin Hand, planetolog i dyrektor Ocean Worlds Lab w NASA JPL.

Co dokładnie wykryto?

Kluczowe dane pochodzą z tzw. przelotu E5. 9 października 2008 r. Cassini przeleciała przez świeży pióropusz z prędkością prawie 18 km/s – rejestrując ziarna lodu wyrzucone z oceanu zaledwie kilka minut wcześniej. „Te cząstki zawierają nie tylko zamarzniętą wodę, ale również inne związki, w tym organiczne” – wyjaśnia Khawaja.

Przy wysokiej prędkości zderzenia instrument CDA (Cosmic Dust Analyzer) rozrywa ziarna lodu tak, by sygnały cząsteczek organicznych nie zostały zagłuszone przez skupiska wody. Dzięki temu zidentyfikowano m.in.: aromatyczne węglowodory (pochodne benzenu), estry i etery, alkeny oraz związki zawierające tlen i azot. To klasy substancji, które na Ziemi uczestniczą w syntezie bardziej złożonych cząsteczek – aminokwasów, lipidów czy zasad azotowych DNA.

„Jesteśmy przekonani, że te cząsteczki pochodzą z podpowierzchniowego oceanu Enceladusa. To znacząco zwiększa jego potencjał jako środowiska sprzyjającego życiu” – zaznacza Khawaja.

Hydrotermalny „silnik” chemii

Profil wykrytych grup funkcyjnych wskazuje na reakcje hydrotermalne – podobne do tych, jakie na Ziemi zachodzą w pobliżu kominów geotermalnych na dnie oceanów. Wcześniejsze analizy Cassini ujawniły już obecność krzemionki i wodoru cząsteczkowego (H₂), powstającego, gdy gorąca woda reaguje ze skalistym rdzeniem księżyca.

Woda, energia i chemiczna różnorodność – Enceladus posiada wszystkie trzy kluczowe elementy sprzyjające życiu. W poprzednich analizach wykryto tam fosforany, związki siarki, węgiel, wodór, azot i tlen – pierwiastki budujące życie na Ziemi. „Nowe związki organiczne poszerzają repertuar reakcji chemicznych możliwych w oceanie Enceladusa” – piszą autorzy w Nature Astronomy.

Cassini nie projektowano do poszukiwania życia. Kiedy wyruszała w 1997 r. nikt nie podejrzewał, że Enceladus kryje ocean. Instrumenty sondy – skonstruowane w latach 80. i 90. – wykorzystano jednak maksymalnie. Podczas przelotu E5 tryb pracy CDA zmieniono tak, by rejestrował pojedyncze uderzenia ziaren lodu bez uśredniania sygnału. To pozwoliło uchwycić rzadkie, lecz kluczowe substancje.

Przeloty czy lądowanie?

Odkrycie zbiega się z planami nowej misji ESA do Enceladusa. Rozważany jest orbiter wielokrotnie przelatujący przez gejzery oraz lądownik analizujący opadające cząstki.

Niektórzy jednak kwestionują potrzebę lądowania. „Po co lądować, skoro Enceladus sam rozdaje próbki za darmo?” – żartuje Hand.

Nowa generacja spektrometrów mogłaby wykrywać nawet pirymidyny – składniki DNA – czy lipidy tworzące błony komórkowe. Jeśli mimo sprzyjających warunków życia na Enceladusie nie będzie, to równie ważna odpowiedź: sama obecność wody i energii może nie wystarczać.

Źródła:

• Scientific American, Jacek Krywko, „New Evidence Discovered That Saturn’s Moon Could Support Life”
• Nature Astronomy, N. Khawaja et al., „Detection of Organic Compounds in Freshly Ejected Ice Grains from Enceladus’s Ocean”, DOI: 10.1038/s41550-025-02655-y
  
• ESA, „Detection of Organic Compounds in Freshly Ejected Ice Grains from Enceladus’s Ocean”,

• aktualności
• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi
• popularyzacja