Hubbleův kosmický teleskop a sonda Cassini mají leccos společného – oba projekty provozuje NASA a v obou případech se jedná o veteránské projekty, které už dokázaly udělat mnoho zajímavých objevů. Přesto se v mnohém liší – Hubble sleduje svět na dálku, zatímco Cassini obíhá kolem Saturnu a může zkoumat zajímavé fenomény přímo na místě. Europa a Enceladus mají také mnoho společného – jsou to měsíce plynných planet, které pod povrchem ukrývají oceány kapalné vody, které mohou hostit život. Europa obíhá kolem Jupiteru, Enceladus kolem Saturnu, ale jinak jde o velmi podobné světy – možná si ale říkáte, jak spolu to všechno souvisí.

Dva mazácké projekty, které toho už mají hodně odkrouceno – Hubbleův teleskop a sonda Cassini totiž i přes ohromnou vzdálenost, která je dělí, spojily síly. Hubble si posvítil na Europu, Cassini zase na Enceladus. Veřejnost se o nových objevech, které se týkají mimozemských oceánských světů dozvěděla na včerejší tiskové konferenci. Ještě než se začtete do článku, musím hned na začátek říct, že se mimozemský život stále nepodařilo objevit, ale to se u tohoto objevu ani tolik nečekalo. Důležité je, že nové poznatky ještě zvyšují už tak vysoký vědecký zájem o oba sledované měsíce.

Začneme objevem sondy Cassini – odborníci z jejích dat vyčetli, že se na Enceladu nachází forma chemické energie, kterou by mohl případný život využívat. Specialisté od Hubblea zase zaznamenali dodatečné zpřesnění výtrysků na Europě. „Ještě nikdy v historii jsme se nedostali blíže k identifikování místa s takovými přísadami pro obyvatelné prostředí,“ nešetřil nadšení, Thomas Zurbuchen, přidělený administrátor z vědeckého ředitelství NASA a dodal: „Tyto výsledky ukazují propojenost vědeckých programů NASA, které nás posouvají blíže k odpovědi na otázku, zda jsme ve vesmíru sami, nebo ne.“

V případě sondy Cassini jde o studii publikovanou v časopise Science. Jejím středobodem je objev vodíku, který by mohl poskytovat zdroj chemické energie pro případný život. Vodík se v plynné formě nachází v podpovrchovém oceánu Enceladu a možná pochází z hydrotermální aktivity na dně. Přítomnost většího množství vodíku znamená, že mikroorganismy (pokud by tu nějaké byly) by mohly získávat energii slučováním vodíku s oxidem uhličitým, který je rozpuštěný ve vodě. Tato chemická reakce je už známá a označuje se jako metanogeneze, protože jejím vedlejším produktem je metan. Není to žádná podřadná reakce – našli bychom ji až v samotných kořenech stromu života na Zemi. Stejnou roli může tento proces hrát i na jiných planetách a měsících.

Život, tak, jak jej známe, potřebuje tři základní složky – kapalnou vodu, zdroj energie pro látkovou výměnu (metabolismus) a správné chemické prvky – primárně uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síru. Aktuální objev sondy Cassini ukazuje, že malý ledový měsíc Enceladus kroužící kolem Saturnu, má téměř všechny podmínky pro obyvatelnost. Cassini zatím neobjevila přítomnost fosforu a síry v podpovrchovém oceánu, ale vědci předpokládají, že tam jsou. Kamenné jádro Enceladu by totiž mělo být po chemické stránce podobné meteoritům, které tyto dva prvky obsahují.

„Zjištění, že se v oceánu malého ledového měsíce nachází zdroje chemické energie pro život, je opravdu přelomové z hlediska našeho hledání obyvatelných světů mimo Zemi,“ popisuje Linda Spilker z kalifornské JPL, kde zodpovídá za vědecká data z Cassini. Tahle nezdolná sonda detekovala vodík ve výtrysku plynů a zmrzlého materiálu, který je vyvrhován z nitra Enceladu. Stalo se tak při jejím posledním a nejhlubším „zanoření“ do výtrysku, ke kterému došlo 28. října 2015 – viz náš tehdejší článek – v něm se na konci píše: „Odborníci ale už nyní upozorňují, že rozhodně nemůžeme čekat výstupy hned. Nikdo se nechce ukvapit, proto si budeme muset počkat několik měsíců, než se všechno podaří důkladně analyzovat.“ Nyní tedy ta chvíle přišla.

Z těchto pozorování jsme zjistili, že 98% výtrysků tvoří voda, jedno procento připadá na vodík a zbytek připadá na směs plynů, mezi kterými najdeme oxid uhličitý, metan a čpavek. Hlavní roli v tomto výzkumu hrál přístroj INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer), který je schopen určit chemické složení zkoumaných plynů. Pikantní je, že přístroj INMS byl na Cassini umístěn kvůli tomu, aby prováděl chemickou analýzu horních vrstev atmosféry saturnova největšího měsíce – Titanu. Jakmile ale sonda v roce 2005 nečekaně objevila, že z Enceladu tryskají mocné gejzíry, bylo rozhodnuto použít spektrometr i pro výzkum ledového měsíce. Vyvrhovaný materiál totiž pochází z teplejších podpovrchových oblastí a na povrch se dostává soustavou puklin.

Na tomto místě je vhodné ještě jednou zdůraznit, že Cassini nikdy nebyla stavěná na to, aby hledala stopy života ve výtryscích. Ostatně je to logické – v době, kdy mise startovala, se o výtryscích vůbec nevědělo – ty se podařilo objevit, až když sonda k Saturnu přilétla. Aktuální objev je tedy skutečně obdivuhodný, protože sonda dělá skvěle něco, s čím se původně vůbec nepočítalo. „I když nejsme schopni objevit život, dokázali jsme, že je tu zdroj energie – je to jako kdybychom našli cukrárnu pro mikroby,“ říká s úsměvem Hunter Waite, vedoucí muž nejnovější studie.

Sluší se poznamenat, že aktuální objev zajímavě zapadá do řetězce nedávných teoretických studií. Podle studie zveřejněné v březnu 2015 by mohlo docházet k reakcím horké vody s kamenným podložím, což by vyvolávalo produkci vodíku.

Od Satunu hezky zpátky k Zemi, kde obíhá Hubbleův teleskop a odtud zase vstříc Jupiteru – u něj obíhá ledový měsíc Europa. Tohle těleso si vysloužilo další vědeckou studii prezentovanou v časopise The Astrophysical Journal Letters. Ta je založena na pozorováních z roku 2016, během kterých byl zpozorován výtrysk materiálu z povrchu měsíce. K výtrysku přitom došlo na stejném místě, kde byl pozorován už o dva roky dříve. Díky tomu se ukazuje, že výtrysky na Europě jsou poměrně časté a může k nim docházet na stále stejných místech.

Nově nasnímaný výtrysk dosahoval výšky až 100 kilometrů nad povrchem Europy, zatímco ten z roku 2014 byl sotva poloviční. Aktivním regionem je oblast, která je teplejší, než okolí a kde se vyskytují praskliny v ledové krustě. Takto podrobně máme Europu zmapovanou díky americké sondě Galileo, která Jupiter a soustavu jeho měsíců studovala v devadesátých letech. Vědci proto předpokládají, že na Europě mají výtrysky stejný původ, jako na Enceladu – mohlo by jít o materiál z podpovrchového oceánu, který je vyvrhován pryč.

„Výtrysky na Enceladu jsou spojeny s teplejšími oblastmi, takže když jsme na snímcích z Hubblea objevili nový gejzírovitý útvar, podívali jsme se na tuto oblast do teplotní mapy, kterou vytvořila sonda Galileo. Zjistili jsme, že tento kandidát na gejzír leží přímo v lokalitě  teplotní anomálie,“ popisuje William Sparks ze Space Telescope Science Institute, který mezi roky 2014 a 2016 vedl výzkum gejzírů pozorovaných Hubbleovým teleskopem.

Pokud by se podařilo najít pojítko mezi přítomností gejzírů a teplejšími oblastmi, znamenalo by to, že voda pronikající vstříc výtrysku na povrch, ohřívá okolní materiál na povrchu. Další teorie počítá s tím, že by vyvrhnutá voda dopadala na povrch v podobě jemné mlhy, což by změnilo strukturu povrchových zrn, která by si tak mohla udržet teplo déle než okolní terén.

Jak při pozorování v roce 2014, tak i u výtrysku v roce 2016 posloužil přístroj STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph), který zachytil gejzíry v ultrafialovém světle. Když Europa přechází z pohledu od Země před Jupiterem, jakákoliv atmosférická událost na okraji měsíce způsobí, že dojde k lehkému zastínění světla od Jupiteru. Díky tomu může STIS sledovat děje v této siluetě. William Sparks a jeho tým chtějí pokračovat ve využívání Hubbleova teleskopu ke sledování Europy. Očekávají, že získají dodatečné příklady kandidátů na gejzíry a stejně tak věří, že určí i frekvenci, s jakou se tyto události dějí.

Oba aktuální objevy jsou zajímavé nejen z vědeckého hlediska. Díky novým poznatkům mohou inženýři mnohem lépe navrhnout chystanou misi Europa Clipper, která má obíhat kolem Jupitera a často prolétat kolem Europy, čímž by ji dokonale zmapovala. „Pokud jsou na Europě skutečně výtrysky, jak se opravdu přesvědčeně domníváme, budeme na ně s Europa Clipper připraveni,“ hlásí do světa Jim Green, ředitel planetární vědecké sekce v ředitelství NASA.

Na nově chystané sondě by třeba měla být velmi výkonná kamera pro ultrafialové spektrum, která by mohla dělat podobná měření jako Hubble, jen z nesrovnatelně větší blízkosti. Specialisté z mise Cassini zase pracují na vývoji mimořádně citlivého spektrometru, který by měl být další generací přístroje z Cassini. Hádáte správně – i ten by měl letět na Europa Clipper. Zatímco Cassini byla postavená před nečekaný úkol, Europa Clipper může být v předstihu navržen tak, aby dokázal posbírat co nejvíce informací.

Výzkum Europy ale nebude ležet jen na bedrech sondy Europa Clipper. Jen pár minut po tiskové konferenci se na Facebookovém profilu Dalekohledu Jamese Webba objevilo níže přiložené video. Součástí příspěvku byla informace, že JWST bude schopen přímo pozorovat výtrysky na Europě i to, jak ovlivňují své okolí. Těšit bychom se měli i na dálkové studium složení těchto výtrysků. Zřejmě nás čekají zlaté časy výzkumu dalekých oceánských světů.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.startalkradio.net/wp-content/uploads/2016/09/Europa_and_Enceladus_Credit_NASA.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/17-042_cassini_1.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/17-042_main_image.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/17-042_hubble_1.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/17-042_hubble2.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Europa_Mission_Spacecraft_-_Artist%27s_Rendering.jpg