Źródło energii i cząsteczki niezbędne do powstania życia na księżycu Saturna

Obecność cząsteczek kluczowych w procesie powstania życia i tajemniczej energii niezbędnej do jego podtrzymania stwierdzono na księżycu Saturna, Enceladusie, na podstawie danych z sondy Cassini – poinformowali naukowcy na łamach Nature Astronomy.

Wystrzelona w 1997 r. sonda Cassini miała zbadać tajemnice Saturna i jego księżyca Tytana. Misja Cassini-Huygens, wspólne przedsięwzięcie NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej i Włoskiej Agencji Kosmicznej, zakończyła się sukcesem. Zanim w 2017 r. orbiter ostatecznie wszedł w atmosferę Saturna i uległ zniszczeniu, dostarczył bezcennych danych. Nie tylko o szóstej planecie Układu Słonecznego i jej największym naturalnym satelicie, ale też m.in. o pierścieniach Saturna i gejzerach na Enceladusie.

Od lipca 2004 r., gdy sonda Cassini stała się pierwszym sztucznym satelitą Saturna, przesłała na Ziemię setki gigabajtów danych. Chociaż na ich podstawie powstały już tysiące prac naukowych, wciąż informacje z misji są pożywką dla nowych odkryć.

Z badań przeprowadzonych w 2017 r. wiadomo, że sięgające setek kilometrów pióropusze okruchów lodu i pary wodnej wyrzucane z gejzerów na Enceladusie są bogate w związki organiczne, w tym te istotne dla życia. Teraz zespół naukowców pracujących w Jet Propulsion Laboratory (Laboratorium Napędu Odrzutowego) NASA w Kalifornii (USA) ponownie przeanalizował dane z szóstego pod względem wielkości księżyca Saturna.

Autorzy opracowania znaleźli w nich dowody na obecność cyjanowodoru, składnika kluczowego dla powstania życia. Do tworzenia się i istnienia życia w znanej nam formie konieczne są m.in. aminokwasy. Cyjanowodór jest jedną z najważniejszych substancji w procesie ich formowania się. Jego cząsteczki można łączyć ze sobą na wiele sposobów, dlatego autorzy badania nazwali ten związek chemiczny „szwajcarskim scyzorykiem” wśród metabolitów pośrednich, biorących udział w biosyntezie aminokwasów.

Badacze ustalili też, że w oceanie pod lodową powierzchnią Enceladusa znajduje się nieznane dotąd nauce źródło energii chemicznej. Składa się ze związków organicznych – także takich, które na Ziemi służą jako paliwo dla organizmów. Najnowsze odkrycia wskazują, że wewnątrz Enceladusa – ciała niebieskiego siedem razy mniejszego od ziemskiego Księżyca – może uwalniać się znacznie więcej energii chemicznej niż wcześniej sądzono. A to z kolei zwiększa prawdopodobieństwo powstania życia, jego podtrzymywania i reprodukcji.

„Enceladus wydaje się spełniać podstawowe wymagania do powstania życia. Teraz mamy także pojęcie o tym, jak złożone biomolekuły mogą się tam tworzyć i jakie procesy mogą poprzedzać ich powstanie" – powiedział biofizyk Jonah Peter, doktorant na Uniwersytecie Harvarda, który przeprowadził większość badań w kalifornijskim laboratorium NASA.

I dodał, że szczególnie interesujące było odkrycie cyjanowodoru na księżycu Saturna. „Jego obecność to punkt wyjścia dla większości teorii dotyczących pochodzenia życia" – tłumaczył Peter.

Badania z 2017 r. wskazywały na obecność w oceanie Enceladusa związków chemicznych, które mogłyby pomóc w utrzymaniu życia. Połączenie dwutlenku węgla, metanu i wodoru w lodowych pióropuszach sugerowało, że przebiega tam metanogeneza – etap fermentacji metanowej, w którego wyniku powstaje metan. Ten proces, powszechny na Ziemi, mógł mieć kluczowe znaczenie dla powstania życia na naszej planecie.

Prace Jonaha Petera i jego kolegów dostarczają dowodów na istnienie na Enceladusie źródeł energii chemicznej silniejszych niż metanogoneza. Potwierdzać to mają utlenione związki organiczne znalezione przez badaczy.

„Jeśli metanogeneza jest pod względem uwalnianej energii jak mała bateria do zegarka, źródło energii w oceanie Enceladusa to raczej akumulator samochodowy. Nasze badania wskazują, że ten ocean byłby w stanie dostarczyć dużej ilości energii każdemu życiu, które by się tam pojawiło" – wyjaśnił astrobiolog i planetolog dr Kevin Hand z Laboratorium Napędu Odrzutowego, współautor badania.

Wcześniej podczas badań materiałów z Enceladusa wykorzystywano głównie eksperymenty laboratoryjne i modelowanie geochemiczne do odtworzenia warunków, jakie Cassini zastał na Enceladusie. Teraz naukowcy zastosowali modelowanie statystyczne do analizy danych ze spektrometru masowego na pokładzie sondy.

„Nasze badanie pokazuje, że chociaż misja Cassini dobiegła końca, jej obserwacje nadal dostarczają nam nowych informacji na temat Saturna i jego księżyców – w tym enigmatycznego Enceladusa" - zauważył planetolog i współautor pracy dr Tom Nordheim, który był członkiem zespołu misji Cassini-Huygens.

Naukowcy wciąż nie wiedzą, czy na Enceladusie może lub mogło powstać życie. Ale, zdaniem Jonaha Petera, nowe badanie określa procesy chemiczne, które można przetestować w laboratoriach, by zbliżyć się do odpowiedzi na to pytanie.(PAP)

Anna Bugajska

abu/ bar/