Sanatçının Satürn’ün uydusu Enceladus’un güney kutbundan püsküren dumanların arasından uçan Cassini uzay aracı 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 çevrili ve uçsuz bucaksız bir okyanusla çevrili olan Enceladus, potansiyel olarak dünya dışı yaşamı içerme konusunda güçlü bir rakip. Araştırmacılar, bu küçücük dünyaya iniş gerektirmeden bile, gelecekteki bir görevin potansiyel olarak yanıtlar sunabileceği sonucuna vardılar.
Arizona Üniversitesi araştırmacıları, Enceladus’ta dünya dışı mikrobiyal yaşam olasılığını çevreleyen gizemin, Satürn’ün 83 uydusundan biri, yörüngedeki bir uzay sondası tarafından çözülebilir. Araştırmacılar, The Planetary Science Journal’da yayınlanan bir makalede, varsayımsal bir uzay görevinin nasıl nihai yanıtlar sağlayabileceğini açıklayan bir planın ana hatlarını çizdiler.
Başlangıçta, NASA’nın Voyager 1 uzay aracı 1980’de Enceladus’u araştırdığında, sadece gökyüzünde küçük, etkileyici olmayan bir “kartopu”. Ancak 2005 ile 2017 yılları arasında Satürn Sistemi, NASA’nın Cassini sondası tarafından benzeri görülmemiş ayrıntılarla araştırıldı. 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 dev su bulutlarının içinden geçtiğinde tespit edildi. Enceladus’un yüzeyinden fışkırıyor. 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 muhteşem su buharları uzaya fışkırdı.
Bu grafik, bilim adamlarının Enceladus okyanusunun dibindeki kayalarla suyun etkileşime girdiğine inandıklarını gösteriyor. hidrotermal havalandırma sistemleri oluşturmak için. Aynı baca benzeri menfezler, Dünya okyanuslarındaki tektonik levha sınırları boyunca, yüzeyin yaklaşık 7000 fit altında bulunur. Kredi: NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
Geçen yıl, Paris’teki UArizona ve Université Paris Sciences et Lettres’teki bilim adamlarından oluşan bir ekip, Enceladus’ta yaşam ortaya çıkmış olsaydı, varlığının Ay’ın neden metan gazı çıkardığını açıklayabilme olasılığı yüksek.
“Durumun böyle olup olmadığını anlamak için Enceladus’a geri dönüp bakmalıyız,” dedi yeni makalenin kıdemli yazarı Régis Ferrière ve UArizona Ekoloji ve Evrimsel Biyoloji Bölümü’nde doçent.
Ferrière ve ortak çalışanları son makalelerinde, Enceladus’un okyanusundaki canlı mikropların varsayımsal toplam kütlesinin küçük olmasına rağmen, bir Enceladus’un okyanusunun kabuğunun altında Dünya benzeri mikropların bulunup bulunmadığından emin olmak için yörüngedeki uzay aracının yeterli olduğunu bilmek yeterli olacaktır.
“Buz çatlakları arasından sürünen ve deniz tabanına kadar derin dalış yapan bir robot göndermek, açık bir şekilde mümkün olmayacaktı. kolay,” dedi Ferrière, bunun daha gerçekçi olduğunu açıklayarak. Cassini’nin yaptığı gibi dumanları örneklemek ve hatta ayın yüzeyine inmek için yükseltilmiş aletlerin kullanılacağı stik misyonlar tasarlandı.
“Daha hazırlıklı ve gelişmiş bir yörüngedeki uzay aracının yalnızca Ay’dan toplayacağı verileri simüle ederek. Ekibimiz artık bu yaklaşımın, Ay’ın derinliklerini fiilen araştırmak zorunda kalmadan Enceladus’un okyanusunda yaşam olup olmadığını güvenle belirlemek için yeterli olacağını gösterdi” dedi. “Bu heyecan verici bir bakış açısı.”
Dünya’dan yaklaşık 800 milyon mil uzakta bulunan Enceladus, Satürn’ün etrafındaki yörüngesini 33 saatte bir 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.Enceladus’un okyanusunun derinliklerinden gazları ve diğer parçacıkları getiren bu püskürtülmüş karışım, Cassini uzay aracı tarafından örneklendi.
Cassini’nin dumanlarda tespit ettiği fazla metan, Dünya’nın ışıksız derinliklerinde bulunan olağanüstü ekosistemlerin görüntülerini çağrıştırıyor. Dünya okyanusları: 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, beyaz sigara içenler tarafından salınan kimyasal bileşiklerde depolanan enerjiye bağımlıdır.
“Gezegenimizdeki hidrotermal bacalar, karanlığa ve karanlığa rağmen irili ufaklı hayatla dolup taşar. çılgın baskı, ”dedi Ferrière. “En basit canlılar, güneş ışığı olmadığında bile kendilerine güç sağlayan metanojen adı verilen mikroplardır.”
Metanojenler, enerji elde etmek için dihidrojen ve karbon dioksiti 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 metanojenlerin toplam kütlesinin yanı sıra hücrelerinin ve diğer organik moleküllerin dumanlardan dışarı fırlatılma olasılığını hesapladılar.
“Bunu bulduğumuzda şaşırdık. Hücrelerin varsayımsal bolluğu, Enceladus’un küresel okyanusundaki tek bir balinanın biyokütlesine tekabül eder,” dedi. “Enceladus’un biyosferi çok seyrek olabilir. Yine de modellerimiz, tüyleri, gelecekteki bir uzay gemisindeki aletler tarafından alınacak kadar yeterli organik molekül veya hücreyle beslemenin yeterince verimli olacağını gösteriyor.”
Enceladus, son zamanlarda bir gün konum olarak dikkatleri üzerine çekti. yeniden gözden geçirilmeli ve daha kapsamlı bir şekilde incelenmelidir. Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı tarafından tasarlanan “Enceladus Orbilander” adlı bir teklif, 2050’lerden itibaren bu gök cismi üzerine inerek ve yörüngesinde dönerek Enceladus hakkında kapsamlı veriler toplayacak bir görev öngörüyor.
“Araştırmamız gösteriyor ki Enceladus’un okyanusunda bir biyosfer varsa, bunun varlığına dair işaretler, yere inmeye veya delmeye gerek kalmadan tüy malzemesinden alınabilir,” dedi Affholder, “ancak böyle bir görev, bir yörünge aracının dumanın içinden birden çok kez uçmasını gerektirir. bol miktarda okyanus malzemesi toplamak için.”
Bu belge, hem mikrobiyal hücreleri hem de belirli organik molekülleri güvenle aramak için dumanlardan toplanması gereken minimum malzeme miktarıyla ilgili tavsiyeler içeriyor. Gözlemlenebilir hücreler yaşamın doğrudan kanıtını gösterir.
“Gerçek hücrelerin bulunabilme olasılığı zayıf olabilir,” dedi Affholder, “çünkü onları derinden gelen dumanların içinden taşıyan gaz çıkarma sürecinde hayatta kalmaları gerekecek. okyanustan uzayın boşluğuna – küçücük bir hücre için oldukça uzun bir yolculuk.”
Bunun yerine, yazarlar, belirli amino asitler gibi tespit edilen organik moleküllerin, bol miktarda amino asitle dolu bir ortam lehine veya aleyhine dolaylı kanıt görevi göreceğini öne sürüyorlar.
“Hesaplamalara göre, Enceladus’ta mevcut olan herhangi bir yaşamın son derece seyrek olacağı düşünülürse, yine de, tüylerde hiçbir zaman bunun belirsiz olmadığı sonucuna varmaya yetecek kadar organik molekül bulamamamız için iyi bir şans var. orada,” dedi Ferrière. “Yani, yaşamın var olduğunu kanıtlamak için ne kadarının yeterli olduğu sorusuna odaklanmak yerine, ‘Yaşamın yokluğunda bulunabilecek maksimum organik madde miktarı nedir?’ diye sorduk.”
{2 }Yazarlara göre, tüm ölçümler belirli bir eşiğin üzerine çıkarsa, bu, yaşamın ciddi bir olasılık olduğuna işaret edebilir.
“Yabancı bir dünyada yakalanan canlı hücrelere dair kesin kanıt, bir süre için anlaşılması zor olabilir. Nesiller, ”dedi Affholder. “O zamana kadar, Enceladus’ta yaşam varlığını göz ardı edemeyecek olmamız, muhtemelen elimizden gelenin en iyisi.”
Referans: “Enceladus’un Derin Okyanusundaki Varsayılan Metanojenik Biyosfer: Biyokütle, Üretkenlik ve Etkileri Algılama”, yazan Antonin Affholder, François Guyot, Boris Sauterey, Régis Ferrière ve Stéphane Mazevet, 13 Aralık 2022, The Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/aca275
.