Η πρώτη ανίχνευση φωσφόρου δείχνει ότι ο Εγκέλαδος περιέχει όλα τα συστατικά που είναι απαραίτητα για τη ζωή
Για πρώτη φορά, ο φώσφορος – το σπανιότερο από τα έξι στοιχεία από τα οποία εξαρτάται η ζωή όπως ξέρουμε – βρέθηκε σε ένα μικρό φεγγάρι στο ηλιακό μας σύστημα, δεσμευμένο στον ωκεανό.
Οι επιστήμονες χτενίζουν τα δεδομένα που στέλνει η NASA στο σπίτι Διαστημόπλοιο Cassini Πριν από σχεδόν 15 χρόνια είπαν ότι βρήκαν άφθονο φώσφορο σε θερμοπίδακες που εκρήγνυνται συνήθως στο διάστημα από Εγκέλαδοςένα μικρό φεγγάρι από Κρόνος Και ένα από τα πιο πιθανά μέρη Ηλιακό σύστημα Εκεί που μπορεί να υπάρχει ζωή.
Ο Εγκέλαδος είναι ένα φεγγάρι καλυμμένο με πάγο που φιλοξενεί έναν τεράστιο ωκεανό υγρού νερού κάτω από έναν παγωμένο φλοιό. Οι επιστήμονες έχουν βρει στο παρελθόν άλλα δομικά στοιχεία για τη ζωή στον σεληνιακό ωκεανό, όπως άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο, θείο και οξυγόνο. Ωστόσο, ο φώσφορος, ο οποίος συνδυάζεται με σάκχαρα για να σχηματίσει έναν σκελετό για τα μόρια του DNA και επίσης βοηθά στην επισκευή και τη διατήρηση των κυτταρικών μεμβρανών, έχει μέχρι στιγμής διέφευγε την ανίχνευση.
Σχετίζεται με: Το φεγγάρι του Κρόνου Εγκέλαδος εκρήγνυται ένα νέφος νερού ύψους 6.000 μιλίων. Θα μπορούσε η ζωή να κρύβεται κάτω από τον παγωμένο φλοιό της;
Τα ενδιαφέροντα νέα ευρήματα εκτιμούν ότι οι συγκεντρώσεις φωσφόρου στον Εγκέλαδο είναι τουλάχιστον 500 φορές υψηλότερες από τις υψηλότερες γνωστές συγκεντρώσεις στη Γη. Γηωκεανοί. Η ανακάλυψη, που ανακοινώθηκε σε ερευνητικό έγγραφο που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη (14 Ιουνίου), δείχνει ότι το παγωμένο φεγγάρι, ήδη ένας από τους κορυφαίους υποψηφίους στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής, πληροί πλέον «τις πιο αυστηρές απαιτήσεις για κατοικησιμότητα».
«Δεν βρήκαμε ζωή ή ακόμα και κάτι που δημιούργησε η ζωή», είπε στο Space.com ο Frank Postberg, καθηγητής πλανητικών επιστημών στο Freie Universität Berlin στη Γερμανία, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας. Πρόσθεσε, “Μόλις βρήκαμε σημάδια κάτι που δείχνει ότι θα μπορούσε κάλλιστα να σχηματίζεται εκεί ζωή. Είναι απλώς ένας δείκτης κατοικιμότητας, ένας πολύ καλός και σημαντικός δείκτης.”
Τα τελευταία πέντε χρόνια, ο Postberg και οι συνεργάτες του μελετούσαν δεδομένα που συνέλεξε το Cassini το 2008, όταν το διαστημόπλοιο πέρασε και «δοκίμασε» τους θερμοπίδακες που είχε ο Εγκέλαδος. εκτινάσσεται στο διάστημα. Αυτοί οι ισχυροί πίδακες νερού πιθανότατα ενεργοποιούνται όταν η βαρύτητα του γίγαντα αερίου του Κρόνου πιέζει το φεγγάρι, θερμαίνοντας το βραχώδες εσωτερικό του. Το νερό υπό πίεση ρέει στη συνέχεια μέσα από ρωγμές στον φλοιό του πάγου, εκτοξεύοντας το διάστημα με 79 γαλόνια (360 λίτρα) ανά δευτερόλεπτο, αρκετά γρήγορα ώστε να γεμίσει μια πισίνα ολυμπιακών διαστάσεων σε μόλις δύο ώρες. Ενώ το μεγαλύτερο μέρος του υλικού του λοφίου πέφτει ως χιόνι στην επιφάνεια του φεγγαριού, μέρος του επίσης τροφοδοτείται ΚρόνοςΔαχτυλίδι Ε, ένα αχνό φωτοστέφανο από μικροσκοπικά σωματίδια πάγου. Αυτά τα σωματίδια ήταν που συγκρούστηκαν με τα όργανα του Cassini κατά τη διάρκεια της πτήσης του.
ενώ προηγούμενη αναζήτηση Με βάση μοντέλα υπολογιστών που καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι μπορεί να υπάρχει φώσφορος στον Εγκέλαδο, αυτή είναι η πρώτη φορά που το στοιχειακό συστατικό παρατηρείται άμεσα σε υλικό από τους θερμοπίδακες του Εγκέλαδου.
«Το μόνο έμμεσο είναι ότι τα φωσφορικά άλατα βρέθηκαν στον δακτύλιο Ε του Κρόνου, όχι στον ίδιο τον πόλο», λέει στο Space.com ο Christopher Glenn, πλανητικός επιστήμονας και γεωχημικός στο Southwest Research Institute στο Τέξας και ένας από τους συγγραφείς της νέας μελέτης. . “Αλλά γνωρίζουμε ότι το λοφίο του Εγκέλαδου τροφοδοτεί τον δακτύλιο Ε. Δεν υπάρχει κανένα μυστήριο εκεί”, πρόσθεσε.
Κατά την περιήγηση στις μετρήσεις περισσότερων από 300 κόκκων πάγου που δειγματολήφθηκαν από το διαστημόπλοιο Cassini και των δεδομένων που αναπαράχθηκαν στο εργαστήριο για σκοπούς επικύρωσης, η ομάδα πίσω από τη νέα μελέτη ανακάλυψε εννέα κόκκους που περιείχαν ένα σαφές δακτυλικό αποτύπωμα φωσφορικού άλατος, τη μοναδική μορφή φωσφόρου που Μπορεί να απορροφήσει ζωντανούς οργανισμούς Και χρησιμοποιούνται από αυτούς για ανάπτυξη.
«Ήταν μια περίεργη στιγμή όταν συνειδητοποίησα για πρώτη φορά ότι αυτά τα φάσματα πιθανότατα δείχνουν φωσφορικά άλατα», είπε ο Postberg, προσθέτοντας ότι η ομάδα του ήταν ουδέτερη κατά την ανάλυση των δεδομένων. «Παραδέχομαι ότι τα φωσφορικά άλατα είναι ίσως το καλύτερο πράγμα που μπορούσαμε να βρούμε, αλλά δεν τα ψάχναμε συγκεκριμένα».
Οι επιστήμονες διχάζονται για την παρουσία φωσφόρου στον Εγκέλαδο. ένα Μελέτη 2018 Οι τυπικές συγκεντρώσεις φωσφόρου στη Σελήνη έχουν συμπεράνει ότι το κρίσιμο στοιχείο θα εξαντληθεί στους ωκεανούς της Σελήνης και επομένως δεν θα είναι διαθέσιμο για πιθανή ζωή. Ωστόσο, η νέα μελέτη «αντιστρέφει τα ευρήματά μου από το προηγούμενο μοντέλο μου», είπε στο Space.com ο Manasvi Lingam, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας του 2018 αλλά δεν ήταν μέρος της νέας μελέτης. «Στην επιστήμη, είναι σύνηθες οι παλιές θεωρίες να αντικαθίστανται από νεότερες θεωρίες και βελτιωμένα δεδομένα — στην πραγματικότητα, έτσι προχωρά το πεδίο».
Τα αποτελέσματα της τελευταίας μελέτης συμφωνούν με όσα βρήκε μια ομάδα επιστημόνων, συμπεριλαμβανομένου του Γκλεν, το 2022. Χρησιμοποιώντας ενημερωμένα γεωχημικά μοντέλα, η ομάδα μπόρεσε να εκτιμάται Αυτό το ορθοφωσφορικό στην πραγματικότητα θα διαλυόταν με πολύ υψηλότερο ρυθμό από ό,τι αναμενόταν προηγουμένως στα νερά του Εγκέλαδου, με αποτέλεσμα έναν ωκεανό που θα μπορούσε να είναι 1.000 φορές πλουσιότερος σε φώσφορο από αυτόν της Γης.
Η νέα μελέτη καταλήγει επίσης στο συμπέρασμα ότι τα ορθοφωσφορικά είναι «εύκολα διαθέσιμα» στους ωκεανούς του Εγκέλαδου, με την καλύτερη εκτίμηση για την αφθονία αυτού του φωσφορικού άλατος να είναι 1.000 φορές πιο άφθονο από ό,τι στους ωκεανούς της Γης. Στη Γη, ο φώσφορος απελευθερώνεται από τα πετρώματα κατά τη διάβρωση και τη διάβρωση της ξηράς γης, κάτι που δεν έχει ο Εγκέλαδος. Αντίθετα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των υδάτων του ωκεανού της Σελήνης και των πετρωμάτων που αποτελούν τον πυρήνα του διαλύουν μεγάλες ποσότητες φωσφόρου στον ωκεανό.
“Κανείς δεν θα εκπλαγεί αν υπάρχουν φωσφορικά άλατα στο βράχο του Εγκέλαδου. Υπάρχουν φωσφορικά άλατα στους κομήτες…δεν είναι μεγάλη υπόθεση”, είπε ο Postberg. «Το σημαντικό είναι όμως ότι διαλύεται στον ωκεανό [it’s] άμεσα διαθέσιμο για τον πιθανό σχηματισμό ζωής».
Αυτή η ανακάλυψη έχει επιπτώσεις πέρα από τη γωνία του Εγκέλαδου στο ηλιακό σύστημα. Ο φώσφορος είναι πολύ σπάνιος στα φυσικά νερά επειδή αντιδρά εύκολα με θετικά φορτισμένα άτομα όπως το ασβέστιο για να σχηματίσει φωσφορικό ασβέστιο, το οποίο παγιδεύει τον φώσφορο και έτσι τον καθιστά ακατάλληλο για μορφές ζωής. Αλλά ο Εγκέλαδος είναι σε θέση να φιλοξενήσει τόσο μεγάλες ποσότητες διαλυμένου φωσφόρου επειδή περιέχει αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν ωκεανό σόδας.
Οι ωκεανοί σόδας ή οι λίμνες σόδας είναι πλούσιες σε ανθρακικά – μέταλλα που περιέχουν διοξείδιο του άνθρακα και σχηματίζονται εύκολα στο νερό. Τα ανθρακικά συνδέονται με άλλα στοιχεία, όπως το ασβέστιο, αφήνοντας τον φώσφορο διαθέσιμο για χρήση στη ζωή. Αυτή η διαδικασία μπορεί να δει κανείς στο Γη επίσης. Η λίμνη Mono στην Καλιφόρνια, οι λίμνες σόδας στη Νεβάδα και η λίμνη Borax στο Όρεγκον είναι μερικά μόνο παραδείγματα λιμνών σόδας όπου μπορούν να επιβιώσουν πλούσια οικοσυστήματα. Αλλού στον κόσμο, η Αφρική, η Ασία και η Ευρώπη είναι γνωστό ότι έχουν παρόμοιες λίμνες αναψυκτικού.
Στο ηλιακό σύστημα, τα ουράνια σώματα που φιλοξενούν ωκεανούς πέρα από τη γραμμή του παγετού -το αυθαίρετο σημείο του συστήματος μεταξύ της ζώνης των αστεροειδών και της τροχιάς του Δία πέρα από το οποίο ο άνθρακας και ο πάγος αρχίζουν να συμπυκνώνονται σε συμπαγείς πάγους- θα έχουν αναπόφευκτα έναν ωκεανό σόδας, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
Ο Postberg και η ομάδα του βρήκαν μεγάλες ποσότητες ανθρακικών αλάτων στους κόκκους πάγου που πήρε το Cassini, υποδεικνύοντας ότι κόσμοι των ωκεανών όπως ο Εγκέλαδος–όπως τα τέσσερα μεγαλύτερα φεγγάρια του Ουρανού που ήταν πρόσφατα Βρέθηκε να φιλοξενεί θαμμένους ωκεανούς – Όλα “θα πρέπει να είναι αυτοί οι ωκεανοί με αναψυκτικό και θα πρέπει να διαλύονται εύκολα τα φωσφορικά άλατα από το βράχο”, είπε ο Postberg.
Τα πλανητικά δομικά στοιχεία από τα οποία σχηματίζονται όλοι οι πλανήτες και τα φεγγάρια του ηλιακού συστήματος είναι πλούσια σε ανθρακικά άλατα, επομένως κάθε ουράνιο σώμα στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα που έχει έναν ωκεανό σε επαφή με βράχο θα μπορούσε να φιλοξενήσει μια λίμνη σόδας που θα μπορούσε να φιλοξενήσει άφθονες ποσότητες φωσφορικό άλας.
«Αυτά τα ανθρακικά, αυτό είναι κάτι κοινό στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα», είπε ο Postberg. «Αυτό δεν ισχύει μόνο για τον Εγκέλαδο αλλά για όλους τους ωκεάνιους κόσμους στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα».
Έτσι, ενώ η ακριβής ποσότητα φωσφόρου στον ωκεανό του Εγκέλαδου εξακολουθεί να είναι μια εκτίμηση – οι ερευνητές λένε ότι οι τοπικές συγκεντρώσεις θα μπορούσαν να παραμείνουν υψηλότερες ή χαμηλότερες αφού δεν γνωρίζουμε ακόμη τα πάντα για τη λειτουργία της Σελήνης – η συζήτηση για το αν ο ίδιος ο φώσφορος είναι ένα κρίσιμο συστατικό για ζωή, που υπάρχει στην επιφάνεια του φεγγαριού φαίνεται να έχει τελικά διευθετηθεί.
“Είναι κατοικήσιμο – προφανώς, είναι δύσκολο να αντιταχθεί κανείς σε αυτό – αλλά δεν γνωρίζουμε αν κατοικείται”, είπε ο Postberg.
Οι ερευνητές γνωρίζουν ελάχιστα, έως καθόλου, για το τι συμβαίνει στο νερό των ωκεανών στον Εγκέλαδο καθώς ταξιδεύει έξω από τον ωκεανό, μέσω του φλοιού του πάγου και στο διάστημα. Η αποσαφήνιση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί αυτή η διαδικασία μεταφοράς θα μας δώσει μια καλύτερη κατανόηση των εκτιμήσεων κατοικιμότητας του φεγγαριού από μετρήσεις διαστημικών σκαφών, σύμφωνα με τον Glenn.
“Νομίζω ότι είμαστε έτοιμοι για την πρόκληση!” Αυτός είπε.
Η νέα έρευνα περιγράφεται στο Α χαρτί Δημοσιεύτηκε την Τετάρτη (14 Ιουνίου) στο περιοδικό Nature.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”