Zelfs zes jaar na zijn dramatische duik in de atmosfeer van Saturnus blijft de nu voltooide Cassini-missie van NASA ontdekkingen stimuleren. Uit gegevens van de missie is onlangs gebleken dat de enorme pluim van waterdamp en ijskorrels die uit Saturnusmaan Enceladus uitbarst, waterstofcyanide bevat. Dit lineaire molecuul is de sleutel tot het ontstaan van het leven. Cassini vond sterke bevestiging van het molecuul en de mogelijkheid dat de oceaan onder de ijskoude buitenschil van Enceladus een krachtige bron van chemische energie bevat. De bevindingen werden op 14 december gepubliceerd Natuurlijke astronomie.
[Related: NASA hopes its snake robot can search for alien life on Saturn’s moon Enceladus.]
In juni onthulde een nieuwe analyse van Cassini-gegevens dat Enceladus in theorie over alle chemicaliën beschikt die het nodig heeft om het leven in zijn pluim in stand te houden. De oceaan onder Enceladus levert waarschijnlijk het grootste deel van dit materiaal voor de pluim die van de maan stroomt. Deze nieuw geïdentificeerde energiebron komt ook in de vorm van verschillende organische verbindingen. Sommige van deze verbindingen dienen als brandstof voor organismen hier op aarde. Het is mogelijk dat er meer chemische energie in deze kleine maan zit dan astronomen eerder dachten. Hoe meer energie, hoe groter de kans dat een hemellichaam het leven ondersteunt.
“Ons werk levert verder bewijs dat Enceladus enkele van de belangrijkste moleculen herbergt voor zowel het creëren van de bouwstenen van het leven als het in stand houden van dat leven door metabolische reacties”, zei co-auteur en promovendus van de Harvard University Jonah Peter in een verklaring. . “Enceladus lijkt niet alleen te voldoen aan de basisvereisten voor bewoonbaarheid, we hebben nu ook een idee van hoe complexe biomoleculen zich daar kunnen vormen en welke soorten chemische routes daarbij betrokken kunnen zijn.”
Het ‘Zwitserse zakmes van aminozuurvoorlopers’
Waterstofcyanide is een van de belangrijkste en meest veelzijdige moleculen die nodig zijn om de aminozuren te vormen die nodig zijn om het leven in stand te houden, omdat de moleculen ervan op veel verschillende manieren kunnen worden gerangschikt. Het team in deze studie noemt waterstofcyanide het ‘Zwitserse zakmes van aminozuurvoorlopers’.
“De ontdekking van waterstofcyanide was bijzonder spannend omdat het het startpunt is voor de meeste theorieën over de oorsprong van het leven”, zegt Peter. “Hoe meer we probeerden gaten in onze resultaten te prikken door alternatieve modellen te testen, hoe sterker het bewijsmateriaal werd. Uiteindelijk werd duidelijk dat er geen manier was om de samenstelling van de pluim te evenaren zonder waterstofcyanide toe te voegen.”
In 2017 vonden wetenschappers bewijs dat Enceladus mogelijk over chemie beschikt die het leven in de oceaan zou kunnen ondersteunen. De combinatie van waterstof, methaan en koolstofdioxide in de wolk duidt op methanogenese. Dit metabolische proces produceert methaan en is wijdverspreid op aarde. Methanogenese zou ook de sleutel kunnen zijn geweest tot het ontstaan van het leven op onze planeet.
[Related: Here’s how life on Earth might have formed out of thin air and water.]
Een nieuwe studie heeft bewijs gevonden voor aanvullende chemische energiebronnen die een proces produceren dat sterker is dan methanogenese. Wetenschappers hebben talloze organische verbindingen gevonden die zijn geoxideerd. Oxidatie helpt bij het vrijkomen van chemische energie, dus de aanwezigheid van geoxideerde verbindingen geeft aan dat er meerdere chemische routes zijn die mogelijk het leven in de ondergrondse oceaan van Enceladus in stand houden.
“Als methanogenese qua energie lijkt op een kleine horlogebatterij, suggereren onze resultaten dat de oceaan van Enceladus iets zou kunnen bieden dat meer lijkt op een autobatterij, die in staat is om een grote hoeveelheid energie te leveren aan al het aanwezige leven.” studie co-auteur en astrobioloog en planetaire wetenschapper bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory Kevin Hand zei in een verklaring.
Hoe aardse wiskunde werkt op de manen van Saturnus
Het team voerde ook gedetailleerde statistische analyses uit om de omstandigheden te reproduceren die Cassini op Enceladus aantrof. Ze onderzochten gegevens over gas, ionen en ijskorrels rond Saturnus, verzameld door Cassini’s Ion and Neutral Mass Spectrometer. Statistische modellen hielpen het team kleine verschillen in verschillende chemische verbindingen te detecteren.
“Er zijn veel potentiële stukjes van de puzzel die in elkaar kunnen passen als je probeert de waargenomen gegevens te matchen”, zegt Peter. “We hebben wiskundige en statistische modellen gebruikt om erachter te komen welke combinatie van puzzelstukjes het beste bij de veersamenstelling past en het beste uit de gegevens haalt, zonder de beperkte dataset te overinterpreteren.”
Hoewel het nog ver weg is om te bepalen of er leven kan ontstaan op Enceladus, laat dit nieuwe onderzoek zien dat de chemische routes voor het leven op deze maan van Saturnus kunnen worden getest in een laboratorium op aarde.