Před rokem 2005 jsme toho o Saturnově měsíci Enceladu mnoho nevěděli. V daném roce kolem něj poprvé prolétla sonda Cassini a od té doby se stal vděčným zdrojem překvapení. Jeho tajemství odhalujeme i dnes, ačkoliv sonda Cassini zanikla v atmosféře Saturnu již před rokem, její data však mohou přinášet stále nové objevy. Jedním z nejzajímavějších je detekce komplexních organických molekul, které jsou vyvrhovány z Enceladu. Tento objev posiluje dřívější spekulace o tom, že by podpovrchový oceán na tomto měsíci mohl disponovat podmínkami, které umožňují vznik života.

Během mnohaleté služby Cassini se pětisetkilometrový Enceladus stal vděčným cílem výzkumu. Díky opakovaným průletům se podařilo zjistit, že se pod tlustou ledovou krustou ukrývá podpovrchový oceán. Podařilo se objevit i důkazy mocných hydrotermálních vývěrů na mořském dně, které promíchávají vodu z pórovitého jádra měsíce, které je prosyceno s vodou z oceánu. Cassini objevila i výrazné gejzíry, které vyvrhují směs vodní páry a ledových krystalků – materiál z podpovrchového oceánu se tak skrz praskliny v ledu (takzvané tygří pruhy)  dostává na povrch a vysoko nad něj – část materiálu skončí až na jednom ze Saturnových prstenců.

Vědci tedy moc dobře věděli, že je Enceladus zajímavý a nový objev jejich domněnky jen potvrzuje. Tým vedený Frankem Postbergem a Nozairem Khawajou z univerzity v německém Heidelbergu objevil na vyvržených ledových krystalech úlomky velkých organických molekul. Specialisté publikovali své výsledky v prestižním časopise Nature. „Jedná se o vůbec první objev komplexních organických látek z mimozemského vodního světa,“ prezentuje Postberg. „Objevili jsme velké molekulární fragmenty, které obsahují struktury typické pro velmi komplexní organické molekuly,“ doplňuje jej Khawaja a dodává: „Tyto obří molekuly jsou tvořeny komplexní sítí často až ze stovek atomů uhlíku, vodíku, kyslíku a pravděpodobně i dusíku, které tvoří prstencovité i řetězcovité podstruktury.“

Úlomky, které dosahují až 200 jednotek molekulové hmotnosti, vznikly ve chvíli, kdy ledové krystaly narazily do přístroje, který na sondě Cassini sloužil k vyhodnocení prachových zrnek. Ke kolizi došlo při vzájemné rychlosti zhruba 30 000 km/h, ale výzkumníci věří, že před nárazem obsahovala zrnka i původní, větší molekuly s molekulovou hmotností v řádu tisíců jednotek. Objev se podařilo uskutečnit díky dvojici přístrojů Cosmic Dust Analyzer (CDA) a Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) – ty zkoumaly nejen vyvržený materiál z gejzíru, ale i Saturnův prstenec E, který je tvořen právě z materiálu vyvrženého z Enceladu.

„Tato studie nám ukazuje význam spolupráce. Týmy kolem přístrojů INMS a CDA pracovaly společně s cílem pochopit hlouběji organické chemie podpovrchového oceánu na Enceladu, což by nebylo možné jen s daty z jednoho přístroje. Enceladus nám už zase vyrazil dech. Dříve jsme objevovali jen ty nejjednodušší organické molekuly s pár atomy uhlíku, ale i to bylo velmi zajímavé,“ vzpomíná Christopher Glein ze Southwest Research Institute, který se specializuje na mimozemské oceánografické chemické procesy a kromě jiného je i spoluautorem studie, a dodává: „Molekulová hmotnost nad 200 jednotkami znamená, že se jedná o molekulu zhruba 10× těží než metan. Díky objevu komplexních organických látek ve zdejším oceánu je tento měsíc kromě Země jediným místem, které simultánně splňuje všechny základní požadavky pro život, jak jej známe.“

Dříve se Cassini podařilo objevit na Enceladu jen velmi lehké molekuly, které byly mnohem menší než nyní objevené úlomky. Takto velké molekuly mohou vzniknout pouze vlivem komplexních chemických procesů včetně těch, které souvisí s životem. Ale nic není jisté – látky mohou pocházet z prvotního materiálu, který nacházíme na asteroidech, nebo mohly vzniknout hydrotermální činností, což je pravděpodobnější možnost. Stejně jako vždy, u podobných témat je nutné zdůraznit, že organická látka se nerovná důkazu existence života. To nám jen naši předkové, kteří tvořili nová slova, zadělali na pěkně zamotané dědictví.

Organická chemie je mimořádně bohaté odvětví, které však obsahuje i látky, které s životem nemají vůbec nic společného. Co tedy dává molekule právo být označována jako organická? Pravidlo je jednoduché – molekula musí být tvořena v základu uhlíkem a vodíkem, které mohou doplňovat i další látky. Zjednodušeně řečeno – organická chemie studuje uhlovodíky a jejich deriváty. Mnoho z těchto látek nějak souvisí s živými organismy, ale dokud nemáme v ruce přesvědčivý důkaz, musíme být obezřetní.

Za příklad nám může posloužit nejjednodušší z uhlovodíků – metan tvořený jedním atomem uhlíku a čtyřmi atomy vodíku. Tento plyn vzniká v trávicím traktu živočichů, produkují jej bakterie, ale na druhou stranu jej dokáží vytvořit i geologické procesy. Objev organické látky tedy neříká nic o tom, zda vznikla s přispěním života, nebo ne. Z vědeckého hlediska je ale jejich objev mimořádně důležitý, protože jejich přítomnost může naznačit, jak je na tom dané prostředí s příhodností k životu. Je jasné, že když někde organické látky jsou, může se tam životu dařit lépe, než v nějaké vyprahlé pustině, kde o organickou molekulu ani nezavadíte.

„Podle mého názoru mají tyto objevené fragmenty hydrotermální původ a byly vytvořeny v hydrotermálně aktivním jádru Enceladu – pod vysokými tlaky a za vyšších teplot, které tam očekáváme, si myslíme, že tam mohou tyto komplexní organické molekuly vznikat,“ popisuje Postberg. Nedávné simulace ukázaly, že slapové tření by při přítomnosti porézního jádra měsíce, kterým může protékat voda, dokázalo vytvořit dostatek tepla k pohonu hydrotermální aktivity po dobu desítek milionů let.

Podle tohoto scénáře by byl organický materiál vyvržen do oceánu hydrotermálními výtrysky na dně oceánu. V podstatě by šlo o analogii k hydrotermálním vývěrům, které známe i z pozemských oceánů – jen tak mimochodem jsou tato místa mnohými vědci považována za horké kandidáty pro vznik prvních pozemských forem života. V našich oceánech se organické látky z větších hloubek shromažďují na stěnách stoupajících vzduchových bublin, které je přenáší k povrchu. Tady jsou látky  uvolněny do okolí ve chvíli, kdy bublina praskne.

Vědci si představují, že by podobný proces mohl probíhat i na Enceladu. Plynové bubliny, které stoupají desítky kilometrů hlubokým oceánem mohou vynášet organický materiál z hlubin, kde vznikl, až k povrchu. Na „hladině“ pod ledem by se tyto látky usazovaly a vytvářely tenký film. Když bublina na povrchu praskne, pomůže uvolnit některé organické látky společně se slanou oceánskou vodou. Drobné kapičky rozptýleného organického materiálu jsou při vyvržení pokryté ledem, jelikož na jejich povrchu zmrzne vodní pára a společně se zmrzlými úlomky ledu ze slané vody jsou gejzírem dopraveny nad povrch měsíce, kde je zaznamená Cassini.

Tento objev je posledním z dlouhé série poznání, které Cassini učinila a které vykreslily Enceladus jako potenciálně obyvatelný vodní svět. Data z Cassini však sama o sobě nestačí k potvrzení původu těchto látek, jejichž úlomky se podařilo objevit. Ostatně jejich velikost byla na horním limitu citlivosti daného přístroje. „Kdybychom mohli Enceladus navštívit ještě jednou, vzali bychom s sebou přístroje, které dokáží vidět celou molekulu, nejen její úlomky. Díky tomu bychom mohli přesně říct, co je to zač a jak to vzniklo,“ uvádí Postberg.

„Zdá se, že tento tajemný měsíc si svá tajemství ještě nějakou chvíli uchová, ale ty objevy jsou dosažitelné pro nějakou budoucí misi k Enceladu, která by vyřešila část této skládačky,“ doplnil Khawaja. Evropa navíc chce zkušeností ze sondy Cassini využít při chystané misi JUICE. Ta sice nepoletí k Saturnu, ale k Jupiteru. I u této planety je však bohatý systém měsíců, z nichž tři velké – Europa, Ganymed a Callisto – by měly mít také podpovrchový oceán. „Díky zkušenostem z mise Cassini už víme, na co se dívat a jak to studovat,“ popisuje Nicolas Altobelli, hlavní vědecký pracovník zodpovědný za vědeckou činnost JUICE a dodává: „Tato mise bude pokračovat ve výzkumu potenciálně obyvatelných světů tím, že prozkoumá podmínky, kde se ve Sluneční soustavě mohl vyvinout život.“

Jupiter se tedy dočká mise, která bude zaměřená na vodní světy, ale Saturn zřejmě na mnoho let osiří. Žádná z kosmických agentur totiž ve svých programech nemá schválenou misi, která by mohla tuto planetu a její měsíce zkoumat. Je tedy velmi pravděpodobné, že do roku 2025 neodstartuje k Saturnu žádná vědecká mise, která by mohla na odkaz Cassini navázat a prozradit nám další zajímavosti o Enceladu a o dalších měsících, které krouží kolem planety s prstencem.

Zdroje informací:
http://www.esa.int/
https://www.swri.org/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/…/2014/04/enceladus_plumes/14362064-1-eng-GB/Enceladus_plumes.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/enceladus_cross-section.jpg
https://attic.gsfc.nasa.gov/inms/images/inms-instrument.jpg
http://saturn.jpl.nasa.gov/…/instrumentscassinicda/images/cda2b.jpg
https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/71SuqYUrrxL.jpg
http://www.esa.int/…/17568049-1-eng-GB/Enceladus_jets_and_shadows.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia20013niebur-1.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/enceladus20180627b-16.jpg
http://www.esa.int/…/2017/07/exploring_jupiter/17065944-1-eng-GB/Exploring_Jupiter.jpg