Dwie misje kosmiczne dostarczają nowych informacji na temat lodowych, bogatych w wodę księżyców Saturna i Jowisza. Odkrycia zostały opisane w pracy opublikowanej przez badaczy zajmujących się misją Cassini oraz Kosmicznym Teleskopem Hubble’a. Twierdzą, że na Enceladusie prawdopodobnie istnieje forma energii chemicznej, która umożliwia istnienie organizmów. Pojawiły się także dodatkowe dowody na to, że na Europie znajdują się gejzery wyrzucające parę wodną. Naukowcy są coraz bardziej ciekawi „oceanicznych światów”, które ukryte są w naszym Układzie Słonecznym i poza nim.

„Jeszcze nigdy nie byliśmy tak blisko znalezienia miejsca bogatego w składniki potrzebne do życia” stwierdził Thomas Zurbuchen z głównej siedziby NASA w Waszyngtonie. „Te wyniki pokazują powiązany charakter misji prowadzonych przez NASA, które zbliżają nas do odpowiedzi na pytanie: Czy rzeczywiście jesteśmy tu sami?”

Dokument opublikowany w czasopiśmie „Science” przez zespół Cassini wskazuje, że wodór, który jest potencjalnym źródłem energii chemicznej dla organizmów, dostaje się do podpowierzchniowego oceanu Enceladusa z powodu aktywności hydrotermalnej na dnie morskim. Obecność dużej ilości wodoru w oceanie księżyca oznacza, że jeśli istnieją tam mikroorganizmy, mogą uzyskać energię poprzez połączenie go z rozpuszczonym w wodzie dwutlenkiem węgla. Ta reakcja chemiczna nazywana jest fermentacja metanową (jako produkt uboczny powstaje metan) i stoi u podstaw naszego ziemskiego życia, może mieć nawet kluczowe znaczenie dla jego pochodzenia.

Grafika pokazuje, jak naukowcy wyobrażają sobie reakcje zachodzące na dnie oceanu Enceladusa

Znana nam forma życia wymaga trzech głównych składników: wody, energii oraz odpowiednich pierwiastków chemicznych (węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor i siarka). Cassini pokazała nam, że Enceladus, który jest małym, lodowym, odległym od Słońca księżycem, zawiera prawie wszystkie te elementy. Sonda nie dostarczyła nam jeszcze informacji na temat obecności siarki lub fosforu w księżycowym oceanie. Naukowcy spodziewają się jednak, że te dwa składniki również się tam znajdują, ponieważ sądzą, że skalista powierzchnia Enceladusa charakteryzuje się podobnym składem chemicznym jak meteoryty, które te dwa pierwiastki zawierają.

„Potwierdzenie, że energia chemiczna konieczna do życia istnieje na niewielkim księżycu Saturna, jest dużym postępem w poszukiwaniu miejsc przyjaznych dla żywych organizmów” tłumaczy Linda Spilker, pracownik naukowy w Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii.

Sonda wykryła wodór w obłoku gazów i lodowych elementów, który został wyrzucony z księżyca, podczas jej ostatniego i najgłębszego lotu przez ten obłok w październiku 2015 roku. Cassini badała skład wyrzuconego materiału już podczas wcześniejszych przelotów. Na podstawie tych badań ustalono, że około 98% tej chmury stanowi para wodna, 1% to wodór, a pozostała część jest mieszaniną m.in. dwutlenku węgla, amoniaku i metanu. Pomiar wykonano przy użyciu spektrometru mas jonów i cząstek neutralnych (ang. Ion and Neutral Mass Spectrometer), który wchłania gaz, aby ustalić jego skład. Urządzenie to zostało stworzone do badania górnych warstw atmosfery Tytana, jednak gdy Cassini niespodziewanie odkryła wydobywający się z pęknięć w pobliżu południowego bieguna Enceladusa gaz, naukowcy skierowali jego detektory w stronę tego obiektu. Do tego momentu nie wiedzieli nawet, że na Enceladusie zachodzą tak niesamowite zjawiska.

„Nie znaleźliśmy jeszcze form życia, jednak wiemy że znajduje się tam źródło pożywienia dla nich. To co odkryliśmy, jest jak sklep ze słodyczami dla mikroorganizmów” opowiada Hunter Waite.

Nowe odkrycia są dowodem na aktywność hydrotermalną na dnie oceanu Enceladusa. Wcześniejsze dane z 2015 roku sugerowały, że gorąca woda oddziałuje ze skałami na dnie. Nowe wyniki popierają te przypuszczenia oraz wskazują na to, że te skały biorą udział w reakcjach chemicznych, w wyniku których powstaje wodór.

To zestawienie pokazuje wybuchy zaobserwowane w odstępie dwóch lat przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a na tym samym obszarze powierzchni Europy

Artykuł dotyczący nowych odkryć teleskopu Hubble’a zamieszczony w czasopiśmie „Astrophysical Journal” opisuje obserwacje Europy w 2016 roku, podczas których prawdopodobnie ujrzano erupcję gejzeru na powierzchni księżyca w tym samym miejscu, w którym Hubble zauważył dowody na wybuch dwa lata wcześniej. Te obrazy pozwalają przypuszczać, że takie wyrzuty materii mogą być zjawiskiem występującym sporadycznie w tym samym regionie na Europie. Na nowych zdjęciach widoczny jest słup gazu o wysokości 100 km, a wysokość zaobserwowanego w 2014 roku badacze szacują na 50 km. Położenie tych obiektów pokrywa się z nietypowo ciepłym regionem, w którym mogą znajdować się pęknięcia lodowej skorupy zauważone przez sondę Galileo kilkanaście lat temu. Specjaliści sądzą, że podobnie jak na Enceladusie woda wydostaje się z wnętrza księżyca.

„Wybuchy na Enceladusie związane są z gorącymi obszarami na jego powierzchni. Gdy Hubble uchwycił podobne zjawisko na Europie, spojrzeliśmy na mapę termiczną wykonaną przez sondę Galileo. Zauważyliśmy, że tam wyrzut materii nastąpił również na terenie cieplejszej części księżyca”  opowiada William Sparks, który od kilku lat zajmuje się opisanymi anomaliami.

Naukowcy twierdzą, że jeśli erupcje połączone są z występowaniem cieplejszych fragmentów powierzchni, to woda wydobywająca się spod lodowej skorupy ogrzewa otaczającą ją powierzchnię. Inna teoria mówi, że wyrzucana woda opada w postaci drobnej mgły i zmienia strukturę zewnętrznej warstwy, przez co umożliwia jej dłuższe zatrzymywanie ciepła.

Na obszarze zaznaczonym zielonym kolorem Hubble obserwował erupcje. Ten sam teren wyróżnia się wyższą temperaturą niż reszta powierzchni.

Do obserwacji prowadzonych w 2014 roku i 2016 roku użyto spektrograf teleskopu Hubble’a (ang. Hubble’s Space Telescope Imaging Spectrograph), aby wykonać zdjęcia w ultrafiolecie. Gdy Europa przechodzi na tle Jowisza, wszystkie zjawiska atmosferyczne w pobliżu powierzchni księżyca zatrzymują światło z gazowego olbrzyma i urządzenie jest w stanie zobaczyć ich kształt. William Sparks i jego zespół wciąż śledzą Europę i liczą na to, że uda im się ustalić częstotliwość wybuchów.

Obserwacje Enceladusa i Europy prowadzone przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a oraz sondę Cassini umożliwiają NASA dalsze poszukiwania i badania pozaziemskich zbiorników wodnych i stanowią podstawę misji Europa Clipper, która rozpocznie się już za kilka lat. Zlokalizowane przez badaczy miejsce, w którym występuje regularna aktywność gejzerów, jest kuszącym celem dla misji na Europę, podczas której będzie można wykorzystać potężny zestaw narzędzi naukowych. Naukowcy przygotowują już kamerę działającą w ultrafiolecie, która wykona zdjęcia z niezwykle małej odległości.

Aby dowiedzieć się więcej na temat pozaziemskich oceanów odwiedź stronę NASA.

Source :

NASA

Autor

Laura Meissner
Laura Meissner