Artystyczna koncepcja przedstawia możliwe warunki hydrotermalne, które mogą mieć miejsce na dnie morskim Enceladusa i pod nim. Źródło: NASA/JPL

Gdy misja Cassini-Huygens dotarła do systemu Saturna w 2004 r., zaczęła przesyłać na Ziemię wiele zaskakujących odkryć. Jednym z największych było odkrycie aktywności pióropuszy wodnych wokół południowego obszaru polarnego Enceladusa, księżyca Saturna, który wydaje się być wynikiem aktywności geotermalnej i oceanu w jego wnętrzu. To doprowadziło do debaty na temat tego, czy ten wewnętrzny ocean może wspierać życie.

Od tego czasu przeprowadzono wiele badań, aby lepiej zrozumieć, jak prawdopodobne jest, że życie na Enceladusie mogło się rozwinąć. Najnowsze opublikowane badanie pochodzi z Wydziału Nauk o Ziemi i Kosmosie Uniwersytetu Waszyngtońskiego (ESS) i pokazuje, że stężenie dwutlenku węgla, wodoru i metanu w wewnętrznym oceanie Enceladusa (jak również jego pH) są bardziej sprzyjające życiu niż wcześniej sądzono. Jak wskazano w badaniu, obecność tak wysokich stężeń tych pierwiastków i poziom pH bardzo podobny do tego jaki występuje w wodzie na Ziemi, może dostarczyć niezbędnego paliwa dla żywych drobnoustrojów.

Podobne do ziemskich oceanów poziomy pH, zasolenia i temperatury sprawiły, że ocean podpowierzchniowy Enceladusa stał się przedmiotem zainteresowania naukowców. Te podobieństwa zostały zauważone wkrótce po tym, jak sonda Cassini zaczęła badać pióropusze, które okresowo są wyrzucane z południowego bieguna z prędkością do około 1300 km/h.

Naukowcy odkryli, że same pióropusze nie są chemicznie takie same jak ocean, z którego są wyrzucane, ponieważ sam proces erupcji zmienia ich skład. Wynika to z procesu, w którym pióropusz ulega tzw. frakcjonowaniu, co pozwala na separację niektórych składników pióropusza, w związku z czym część z nich zostaje w tyle.

Obraz kamery wąskokątnej Cassini patrzący na południowy biegun lodowego księżyca Saturna Enceladusa w dniu 30 listopada 2010 r., 1,4 roku po południowej równonocy jesiennej. Źródło: NASA/JPL-Caltech/Space Science

Pod tym względem pióropusze zapewniają „niedoskonałe okno” na kompozycję podpowierzchniowego oceanu Enceladusa. Mając to na uwadze, zespół przeanalizował dane z misji Cassini za pomocą symulacji komputerowej, która uwzględniła efekty frakcjonowania. Okazało się, że poprzednie badania nie uwzględniły obecności wodoru, metanu i dwutlenku węgla w oceanie.

Te wysokie poziomy dwutlenku węgla są również możliwym wskaźnikiem niższego i bardziej podobnego do Ziemi poziomu pH w oceanie Enceladusa, niż wykazały wcześniejsze badania. Możliwe jest również, że inne substancje lotne, takie jak amoniak, mogą istnieć w wysokich stężeniach, co byłoby również potencjalnym źródłem paliwa dla życia. To również dobrze wróży możliwemu życiu.

Naukowcy przyznają, że te wysokie stężenia gazów mogą wskazywać również na brak żywych organizmów do ich spożycia. Jednak niekoniecznie oznacza to, że Enceladus jest pozbawiony życia, tylko że organizmy mogą nie być wystarczająco liczne, aby pochłonąć całą dostępną energię chemiczną. W międzyczasie te stężenia gazu mogą być wykorzystane do ustanowienia górnej granicy dla niektórych rodzajów życia na Enceladusie.

Dzięki danym dostarczonym przez Cassini, nie tylko wiemy o oceanie Enceladusa, ale także o rodzajach gazów, soli i związków organicznych, które są tam obecne. Badając, jak zmienia się skład pióropuszy księżyca, przyszłe misje na Enceladusa mogą nas jeszcze więcej nauczyć o tym oceanie i wszystkim, co w nim jest.

„Przyszłe misje sond kosmicznych będą próbkować pióropusze w poszukiwaniu oznak życia, ale trzeba pamiętać że proces erupcji może na nie wpłynąć. Dlatego zrozumienie różnicy między oceanem, a pióropuszem będzie teraz ogromną pomocą.”

– powiedział Lucas Fifer z Wydziału Nauk o Ziemi i Kosmosie Uniwersytetu Waszyngtońskiego (ESS).

Wyniki tego badania zostały zaprezentowane podczas corocznej konferencji Astrobiology Science Conference (AbSciCon2019) w 2019 r., która odbyła się w dniach 24-28 czerwca bieżącego roku w Bellevue w stanie Waszyngton. Tematem tegorocznej konferencji było „Zrozumienie i umożliwienie poszukiwania życia na światach bliskich i dalekich”.

Więcej o wodzie na Enceladusie możecie przeczytać w artykułach: Dlaczego Enceladus różni się od innych księżyców Saturna i ma podziemny ocean? oraz Wodne gejzery Europy potwierdzone danymi sprzed 20 lat.