Zdroj podpovrchovej energie Encelada: Čo to znamená pri hľadaní života

Saturnov mesiac Enceladus, zobrazený sondou Cassini v roku 2015. (Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Vesmírna misia, ktorá by mohla hľadať definitívne známky života na Saturnovom mesiaci Enceladus, vyzerá ešte lákavejšie po vydaní nových dôkazov, že pod povrchom tohto ľadového sveta leží obývateľné prostredie.

Povrch Enceladusu pozostáva z pevnej ľadovej vrstvy, ktorá má podľa odhadov priemernú hrúbku 18 až 22 kilometrov a ktorá pokrýva masívny oceán kvapalnej vody. Nová štúdia naznačuje, že dno Enceladovho oceánu je pravdepodobné je vybavený prieduchmi na teplú vodu , podobné tým, ktoré sú hostiteľmi bujných ekosystémov na dne zemských oceánov. Cudzí oceán tiež obsahuje typ molekuly, ktorý často používajú ako potravu formy života na Zemi, tvrdí štúdia.

Vŕtanie do ľadového povrchu Enceladusu, aby ste sa mohli priamo pozrieť na potenciálne hlbokomorské prostredie, by bolo neuveriteľne ťažké, aj keď to nezahŕňa odosielanie zariadení do polovice slnečnej sústavy, uviedli odborníci. Ale taká nákladná a komplikovaná misia môže byť úplne zbytočná, pretože Enceladus poskytuje „bezplatné vzorky“ svojho podmorského oceánu prostredníctvom oblakov, ktoré vyrážajú z ľadového povrchu mesiaca, povedal Morgan Cable, vedecký pracovník laboratória Jet Propulsion Laboratory NASA v Pasadene, Kalifornia. [ Obývaný Saturnov mesiac? Molekulárny vodík nachádzajúci sa v oblaku Encelada | Video ]

Cable je súčasťou tímu vedcov, ktorí zostavujú návrh misie určenej špeciálne na hľadanie známok života v oblakoch Encelada. Návrh Enceladus Life Finder (ELF) bude predložený NASA tento mesiac spolu s ďalšími návrhmi, ktoré agentúra zváži pre svoju ďalšiu misiu planetárnej vedy New Frontiers. Predchádzajúce misie v programe New Frontiers zahŕňali sondu Juno na Jupiter a misiu Osiris-Rex, ktorá vráti vzorku asteroidu na Zem.

Do oblaku

Sonda Cassini, navrhnutá na štúdium celého saturnského systému, preletela oblakom gejzíru Encelada sedemkrát. Jeho posledný prechod oblakom v októbri 2015 je predmetom nového výskumného dokumentu. Cassini detegoval molekulárny vodík (H2), ktorý si autori nového článku myslia, že vznikol interakciami medzi horúcou vodou a horninou. To podporuje myšlienku, že na dne oceánu Encelada sa nachádzajú gejzíry s horúcou vodou, ako sú tie, ktoré sa nachádzajú na dne zemského oceánu, uviedli vedci.

Ilustrácia tohto umelca zobrazuje možné vnútro Saturnovho mesiaca Enceladus na základe pozorovaní sondy Cassini.(Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech)

Molekulárny vodík je tiež ideálnym zdrojom potravy pre mnoho mikróbov a baktérií, uviedli vedci z NASA uviedol vo vyhlásení . Rozbitím dvoch atómov vodíka sa uvoľní energia uložená vo väzbe medzi nimi, ako skutočná energetická piñata. Molekulárne vodíkové väzby sa obzvlášť ľahko lámu, takže ich energetický obsah je ľahko dostupný mnohým formám života.

„V kombinácii s našimi vedomosťami, že pod Enceladom je oceán, že je slaný, že obsahuje organické a minerálne interakcie - to sú všetky ďalšie objavy, ktoré Cassini uskutočnila - keď to položíte na vrchol, skutočne to dokončí prípad oceán je obývateľný alebo je schopný udržať život, “povedal pre guesswhozoo.com Jonathan Lunine, profesor fyzikálnych vied na Cornell University v New Yorku a jeden zo spoluautorov dokumentu oznamujúceho nový objav.

Cassini odhalila množstvo informácií o podpovrchovom oceáne Encelada, ale oblaky mesiaca boli prvýkrát objavené v roku 2005, osem rokov po štarte sondy Cassini smerom k Saturnu, takže Cassiniho prístroje neboli navrhnuté špeciálne na štúdium týchto oblakov alebo hľadanie života v nich. (Našťastie bola kozmická loď vybavená dvoma nástrojmi, ktoré mohli zbierať vzorky z oblakov, vrátane jedného nástroja nazývaného hmotnostný spektrometer, ktorý sa používa na stanovenie chemického zloženia materiálu.)

'Cassini nebola navrhnutá tak, aby bola námornou misiou,' povedal Cable a citoval Lindu Spilkerovú, súčasnú projektovú vedkyňu pre misiu Cassini a projektovú vedkyňu koncepcie misie ELF.

„Netušili sme, že oblak Enceladus vtedy existoval, “povedal Cable. 'Teraz ... máme oveľa lepšiu predstavu o tom, aké nástroje by sme si mali priniesť, aby sme mohli ochutnať kľúčové molekuly prítomné v oblaku, lepšie porozumieť obývateľnosti a hľadať život.'

ELF by hľadal život najskôr detekciou molekúl, ktoré sú tvorené biologickými procesmi, a potom porovnaním pomerov týchto rôznych molekúl, povedal Cable. Tieto pomery sú rôzne, keď je prítomný život, povedala.

'Veríme, že naše užitočné zaťaženie môže túto prácu zvládnuť,' povedal Cable. 'Teraz, samozrejme, ak je v celom oceáne iba jeden mikrób, nebude to ľahké nájsť.' Naše hodnotenie sme teda založili na tom, čo si myslíme, že sú realistické predpoklady, a údajoch, ktoré máme o oceánskom prostredí tu [na Zemi], ktoré si myslíme, že sú reprezentatívne pre to, čo bude hydrotermálny ekosystém na Enceladuse. ... Ak tam existuje komunita života, ELF ju nájde. ' [ Pozrite si gejzíry Enceladusa v akcii (video) ]

Vzorky zadarmo

NASA môže mať druhú príležitosť ochutnať oblak z ľadového sveta. Nové výsledky Hubbleovho vesmírneho teleskopu naznačujú, že Jupiterov mesiac Európa môže tiež pravidelne chrliť do vesmíru oblaky vody zo svojho podpovrchového oceánu. Známky oblakov zaznamenal Hubble už druhýkrát, ale vedci za výsledkom uviedli, že stále váhajú s vyhlásením definitívneho objavu.

Misia NASA Europa Clipper sa má začať v polovici roku 2020 a študovať ľadový mesiac z obežnej dráhy. Je možné, že by sonda mohla odobrať vzorky oblakov Európy (ak existujú), uviedli predstavitelia agentúry.

Že vedci nepotrebujú pristátie na hľadanie života na Encelade a možno ani na Európe, je hlavným ťahákom vyslania špecializovaných misií na tieto miesta, povedala Lunine, ktorá je tiež hlavným vyšetrovateľom koncepcie misie ELF.

'Na pristátie [na Enceladuse] nemusíme stavať misiu, vŕtať, topiť [ľad],' povedal. „Ďalšia misia by mala oblakom opakovane preletieť pomocou moderných hmotnostných spektrometrov. S touto [misiou] môžeme testovať molekulárne podpisy života. A môžeme to urobiť za sumu peňazí, ktorá je oveľa, oveľa menšia ako [náklady na] Cassiniho. “

Cenový strop pre návrhy do Misia NASA New Frontiers je 850 miliónov dolárov, nezahŕňa náklady na spustenie a prevádzku. (Na porovnanie, cenovka Cassini je asi 3,2 miliardy dolárov.) ELF bol predtým predložený do misijného programu NASA Discovery, ktorý má nižší nákladový strop. Cable uviedol, že sa očakáva, že najmenej jeden ďalší tím predloží návrh na misiu Enceladus výzve na predloženie návrhov NASA New Frontiers.

„Enceladus ... chrlí do vesmíru bezplatné vzorky. Jediné, čo musíme urobiť, je preletieť a získať to, “povedal Cable. „Tieto príležitosti neprichádzajú každý deň. Ak sme schopní, len ochutnaním niektorých kľúčových molekúl v tomto oblaku, definitívne povedať, že nie sme sami, myslím si, že tento druh revolučného objavu má hodnotu 850 miliónov dolárov. “

Sledujte Calla Cofield @ callacofield . Nasleduj nás @Spacedotcom , Facebook a Google+ . Pôvodný článok na guesswhozoo.com .