Sensacyjne odkrycie naukowców. To może być przełom w poszukiwaniu życia w kosmosie!
Naukowcy analizujący dane z sondy Cassini znaleźli złożone cząsteczki organiczne wyrzucane z oceanu pod lodem księżyca Saturna. To dowód na skomplikowane reakcje chemiczne zachodzące pod powierzchnią Enceladusa. Niektóre z nich mogą prowadzić do powstania molekuł istotnych biologicznie.
Fot. Warszawa w Pigułce
Odkrycie, opublikowane w Nature Astronomy, znacząco wzmacnia argumenty za dedykowaną misją Europejskiej Agencji Kosmicznej do Enceladusa. W grę wchodzi orbiter i lądownik, który pobierze próbki bezpośrednio z powierzchni księżyca.
W 2005 roku Cassini znalazł pierwsze dowody na to, że Enceladus ma ukryty ocean pod lodową skorupą. Strumienie wody wystrzelają z pęknięć blisko bieguna południowego księżyca, wyrzucając ziarna lodu w kosmos. Niektóre spadają z powrotem na powierzchnię, inne uciekają i tworzą pierścień wokół Saturna.
Świeże próbki sprzed siedemnastu lat
Ziarna lodu w pierścieniu mogą mieć setki lat. Z czasem zostały „wyświecone” i zmienione przez intensywne promieniowanie kosmiczne. Naukowcy chcieli zbadać świeże ziarna wyrzucone znacznie niedawniej, aby lepiej zrozumieć, co dokładnie dzieje się w oceanie Enceladusa.
Na szczęście mieli już dane. W 2008 roku Cassini przeleciała prosto przez lodowy strumień. Nieskazitelne ziarna wyrzucone zaledwie minuty wcześniej uderzyły w instrument Cosmic Dust Analyzer sondy z prędkością około 18 kilometrów na sekundę. To były nie tylko najświeższe ziarna, jakie Cassini kiedykolwiek wykryła, ale również najszybsze.
Prędkość miała znaczenie. Nozair Khawaja, główny autor badania, wyjaśnia: „Ziarna lodu zawierają nie tylko zamarzniętą wodę, ale również inne molekuły, w tym organiczne. Przy niższych prędkościach uderzenia lód rozpada się na kawałki, a sygnał z klastrów cząsteczek wody może ukryć sygnał z niektórych molekuł organicznych. Ale gdy ziarna lodu uderzają w CDA szybko, cząsteczki wody nie tworzą klastrów i mamy szansę zobaczyć te wcześniej ukryte sygnały.”
Molekuły, które mogą prowadzić do życia
Minęły lata, zanim udało się zbudować wiedzę z poprzednich przelotów i zastosować ją do odszyfrowania danych. Teraz zespół Khawaji ujawnił, jakie molekuły były obecne w świeżych ziarnach lodu.
Zobaczyli, że niektóre cząsteczki organiczne już wcześniej znalezione w pierścieniu E były również obecne w świeżych ziarnach. To potwierdza, że powstają w oceanie Enceladusa. Znaleźli też zupełnie nowe molekuły, których nigdy wcześniej nie widziano w ziarnach lodu z tego księżyca.
Dla chemików: nowo wykryte fragmenty molekularne obejmują alifatyczne, (hetero)cykliczne estry/alkeny, etery/etyle oraz wstępnie związki zawierające azot i tlen.
Na Ziemi te same molekuły biorą udział w łańcuchach reakcji chemicznych, które ostatecznie prowadzą do bardziej złożonych molekuł niezbędnych dla życia.
Co to oznacza dla ciebie?
Odkrycie na Enceladusie to nie tylko ciekawostka naukowa z odległego zakątka Układu Słonecznego. To fundamentalne pytanie o nasze miejsce we wszechświecie. Czy jesteśmy sami? Czy życie jest rzadkim wyjątkiem, czy powszechnym zjawiskiem?
Enceladus spełnia wszystkie warunki środowiska nadającego się do zamieszkania: obecność ciekłej wody, źródło energii, określony zestaw pierwiastków chemicznych i złożone cząsteczki organiczne. To wszystko, czego potrzeba do powstania życia – przynajmniej w formie, jaką znamy.
Jeśli na Enceladusie znajdziemy choćby najprostsze formy życia – bakterie, archeony, cokolwiek – będzie to odkrycie stulecia. Dowód, że życie nie jest przypadkiem, ale naturalną konsekwencją odpowiednich warunków. Że gdziekolwiek we wszechświecie są woda, energia i odpowiednie molekuły, tam może pojawić się życie.
Nawet brak życia byłby wielkim odkryciem
Paradoksalnie, nawet gdybyśmy nie znaleźli życia na Enceladusie, byłoby to równie ważne. „Nawet nieznalezienie życia na Enceladusie byłoby ogromnym odkryciem, ponieważ rodzi poważne pytania o to, dlaczego życie nie jest obecne w takim środowisku, gdy odpowiednie warunki są spełnione” – mówi Khawaja.
To zmusiłoby nas do przemyślenia naszych teorii o pochodzeniu życia. Może potrzeba czegoś więcej niż tylko wody, energii i organicznych molekuł? Może jakaś dodatkowa, nieznana nam składowa jest konieczna? Albo może życie jest znacznie rzadsze, niż nam się wydaje?
Naukowcy podkreślają, że w danych jest znacznie więcej do zbadania. „Jest o wiele więcej w danych, które obecnie eksplorujemy, więc nie możemy się doczekać, aby dowiedzieć się więcej w najbliższej przyszłości” – dodaje Khawaja.
Misja do Enceladusa
Odkrycia z Cassini są bezcenne przy planowaniu przyszłej misji ESA dedykowanej Enceladusowi. Studia nad tą ambitną misją już się rozpoczęły. Plan zakłada przelot przez strumienie i nawet lądowanie na południowym biegunie księżyca, aby pobrać próbki.
Zespół naukowców i inżynierów już rozważa wybór nowoczesnych instrumentów naukowych, które statek kosmiczny by niósł. Ten najnowszy wynik uzyskany za pomocą CDA pomoże pokierować tą decyzją.
Koncepcja misji przewiduje orbitera, który będzie wielokrotnie przelatywał przez lodowe strumienie, analizując ich skład. Następnie lądownik opadnie na powierzchnię w rejonie pęknięć, z których wydobywają się gejzery. Pobierze próbki bezpośrednio z lodu i być może wierci się w głąb, aby dotrzeć bliżej oceanu.
Dlaczego to takie ważne?
Cassini zakończyła swoją misję w 2017 roku, celowo spadając w atmosferę Saturna. Ale dane, które zebrała, wciąż dostarczają nowych odkryć. „To fantastyczne widzieć nowe odkrycia wyłaniające się z danych Cassini niemal dwie dekady po ich zebraniu. To naprawdę pokazuje długoterminowy wpływ naszych misji kosmicznych” – mówi Nicolas Altobelli, naukowiec projektu Cassini w ESA.
To pokazuje, jak ważne jest finansowanie misji kosmicznych. Cassini kosztowała miliardy, ale wiedza, którą dostarczyła, jest bezcenna. Każdy rok przynosi nowe analizy starych danych, nowe odkrycia, nowe pytania.
Dla przeciętnego człowieka odkrycie molekuł organicznych na lodowym księżycu miliardy kilometrów od Ziemi może wydawać się abstrakcyjne. Ale to właśnie takie badania kształtują nasze rozumienie wszechświata i naszego miejsca w nim.
Kiedy polecimy na Enceladusa?
Planowana misja ESA do Enceladusa to przedsięwzięcie na dziesięciolecia. Najpierw trzeba zaprojektować instrumenty, zbudować statek, przetestować wszystko. Potem lot – Saturn jest daleko, podróż zajmie kilka lat. Dopiero wtedy rozpocznie się właściwa misja naukowa.
Realistycznie patrząc, start mógłby nastąpić w latach 30. XXI wieku, a pierwsze wyniki dotarłyby do Ziemi w latach 40. To brzmi jak odległa przyszłość, ale w kosmicznych skalach czasowych to już jutro.
Dla dzisiejszych dzieci i młodzieży to może być definiujące odkrycie ich pokolenia. Tak jak lądowanie na Księżycu określiło pokolenie lat 60., tak znalezienie życia poza Ziemią – jeśli się to stanie – określi pokolenie przyszłości.
Enceladus nie jest jedynym kandydatem. Europa, księżyc Jowisza, również ma ocean pod lodem. Tytan, największy księżyc Saturna, ma jeziora ciekłego metanu. Mars może mieć wodę w stanie ciekłym pod powierzchnią. Każde z tych miejsc zasługuje na dogłębne zbadanie.
Ale Enceladus jest wyjątkowy. Wyrzuca swój ocean w kosmos, praktycznie dostarczając nam próbki na talerzu. Nie musimy wiercić kilometrów lodu – wystarczy przeleciećć przez gejzer i zebrać to, co wystrzeliwuje księżyc. To sprawia, że jest idealnym celem dla misji poszukującej życia.
Z zawodu językoznawca i tłumacz języka angielskiego. W redakcji od samego początku.