Iată cum ar putea cercetătorii să detecteze pentru prima dată viață extraterestră pe o lună din apropiere

Saturn are 146 de sateliți confirmați – mai mulți decât orice altă planetă din Sistemul Solar – dar unul dintre ei, Enceladus, se remarcă. Aceasta pare să aibă ingredientele necesare pentru viață, iar cercetătorii ar putea să detecteze pentru prima dată viață extraterestră în acest loc îndepărtat.

Din anul 2004 și până în 2017, Cassini – o misiune comună între NASA, Agenția Spațială Europeană și Agenția Spațială Italiană – a investigat Saturn, inelele și lunile sale. Cassini a oferit descoperiri spectaculoase. Enceladus, cu un diametru de numai 504 kilometri, adăpostește un ocean de apă lichidă sub crusta de gheață care se întinde pe întreaga lună.

Gheizerele de la polul sudic al lunii aruncă în spațiu gaze și granule de gheață formate din oceanul de apă.

Deși inginerii staţiei spaţiale Cassini nu au anticipat analizarea granulelor de gheață pe care Enceladus le emitea în mod activ, ei au împachetat un analizor de praf pe nava spațială. Acest instrument a măsurat individual granulele de gheață emise și le-a spus cercetătorilor despre compoziția oceanului subteran.

Cercetătorii planetari și astrobiologii care studiază granulele de gheață de pe Enceladus, sunt interesați să afle dacă există viață pe această lună sau pe alte luni înghețate. De asemenea, doresc să înțeleagă cum ar putea oamenii de știință să o detecteze.^[sursa]

Ingrediente pentru viață

La fel ca oceanele de pe Pământ, oceanul lui Enceladus conține săruri, cea mai mare parte fiind clorură de sodiu, cunoscută în mod obișnuit sub numele de sare de masă. Oceanul conține, de asemenea, diverși compuși pe bază de carbon și are un proces numit încălzire prin maree care generează energie în interiorul lunii. Apa lichidă, compoziția chimică pe bază de carbon și energia sunt toate ingrediente cheie pentru viață.

În anul 2023, oamenii de știință au descoperit fosfat, un alt compus care susține viața, în granule de gheață provenite din oceanul lui Enceladus. Fosfatul, o formă de fosfor, este vital pentru toate formele de viață de pe Pământ. Face parte din ADN, din membranele celulare și din oase. Aceasta a fost prima dată când oamenii de știință au detectat acest compus într-un ocean de apă extraterestră.

Probabil că nucleul stâncos al lui Enceladus interacționează cu oceanul de apă prin intermediul unor guri hidrotermale. Aceste structuri fierbinți, asemănătoare unor gheizere, ies din fundul oceanului. Cercetătorii preconizează că un cadru similar ar fi putut fi locul de naștere a vieții pe Pământ.

Cum ar putea cercetătorii să găsească pentru prima dată viață extraterestră

Până în prezent, nimeni nu a detectat viața dincolo de Pământ. Dar oamenii de știință sunt de acord că Enceladus este un loc foarte promițător pentru a căuta viață. Deci, cum facem să o căutăm?

Într-o lucrare publicată în martie 2024, cercetătorii au efectuat un test de laborator care a simulat dacă instrumentele de analiză a prafului de pe navele spațiale ar putea detecta și identifica urme de viață în granulele de gheață emise.

Pentru a simula detectarea boabelor de gheață în timp ce analizoarele de praf din spațiu le înregistrează, a fost folosită o instalație de laborator de pe Pământ. Cu ajutorul acestei configurații, a fost injectat un mic jet de apă care conținea celule bacteriene într-un vid, unde jetul s-a dezintegrat în picături. Fiecare picătură conținea, în teorie, o celulă bacteriană.

Apoi, picăturile au fost lovite cu un laser, care a creat ioni încărcați din apă și din compușii celulelor. Au fost măsuraţi ionii încărcați folosind o tehnică numită spectrometrie de masă. Aceste măsurători au ajutat cercetătorii să prezică ce ar trebui să găsească instrumentele de analiză a prafului de pe o navă spațială dacă ar întâlni o celulă bacteriană conținută într-un grăunte de gheață.

S-a constatat că aceste instrumente ar face o treabă bună în identificarea materialului celular. Instrumentele concepute pentru a analiza granule de gheață unice ar trebui să fie capabile să identifice celulele bacteriene, chiar dacă există doar 0,01% din constituenții unei singure celule într-un grăunte de gheață dintr-un gheizer asemănător cu cel de pe Enceladus.

Analizatoarele ar putea detecta o serie de semnături potențiale din materialul celular, inclusiv aminoacizi și acizi grași. Aminoacizii detectați reprezintă fie fragmente de proteine ale celulei, fie metaboliți, care sunt molecule mici ce participă la reacții chimice în interiorul celulei. Acizii grași sunt fragmente de lipide care alcătuiesc membranele celulare.

În experimentele efectuate, cercetătorii au folosit o bacterie numită Sphingopyxis alaskensis. Celulele din această cultură sunt extrem de mici – de aceeași dimensiune cu celulele care ar putea încăpea în granulele de gheață emise de Enceladus. Pe lângă dimensiunea lor mică, acestor celule le plac mediile reci și au nevoie doar de câțiva nutrienți pentru a supraviețui și a se dezvolta, similar cu modul în care ar fi probabil viața adaptată la condițiile din oceanul de pe Enceladus.

Analizatorul de praf specific de pe Cassini nu a avut capacitățile analitice necesare pentru a identifica materialul celular din granulele de gheață. Cu toate acestea, oamenii de știință proiectează deja instrumente cu capacități mult mai mari pentru potențiale misiuni viitoare pe Enceladus. Rezultatele experimentelor efectuate vor contribui la planificarea și proiectarea acestor instrumente.^[sursa]

Misiuni viitoare

Enceladus este una dintre principalele ținte pentru viitoarele misiuni ale NASA și ale Agenției Spațiale Europene. În anul 2022, NASA a anunțat că o misiune către Enceladus a avut a doua cea mai mare prioritate în alegerea următoarelor mari misiuni – o misiune către Uranus a avut cea mai mare prioritate.

Agenția europeană a anunțat recent că Enceladus este ținta principală pentru următoarea sa mare misiune. Această misiune ar include probabil un analizor de praf foarte performant pentru analiza granulelor de gheață.

Enceladus nu este singura lună cu un ocean de apă lichidă. Europa, luna lui Jupiter, are, de asemenea, un ocean care se întinde pe întreaga lună sub crusta de gheață. Granulele de gheață de pe Europa plutesc deasupra suprafeței, iar unii oameni de știință cred că Europa ar putea avea chiar gheizere, precum Enceladus, care aruncă granulele în spațiu. Cercetările noastre vor ajuta, de asemenea, la studierea granulelor de gheață de pe Europa.

Misiunea Europa Clipper a NASA va vizita Europa în următorii ani. Clipper este programată să fie lansată în octombrie 2024 și să ajungă la Jupiter în aprilie 2030. Unul dintre cele două spectrometre de masă de pe nava spațială, SUrface Dust Analyzer, este conceput pentru analiza unui singur grăunte de gheață.

Studiul descris mai sus demonstrează că acest instrument va fi capabil să găsească chiar și fracțiuni minuscule ale unei celule bacteriene, dacă sunt prezente în doar câteva boabe de gheață emise.

Având în vedere planurile de viitor apropiat ale acestor agenții spațiale și rezultatele studiului prezentat, perspectivele viitoarelor misiuni spațiale care vor vizita Enceladus sau Europa sunt incredibil de interesante. Acum știm că, cu ajutorul instrumentelor actuale și viitoare, oamenii de știință ar trebui să poată afla dacă există viață pe oricare dintre aceste luni.

Studiul a fost publicat în The Conversation de către Fabian Klenner, cercetător postdoctoral în științele Pământului și ale spațiului, la Universitatea din Washington.