Cassini potvrdila komplexní chemické reakce v oceánu na Enceladu

Vědci procházející bohaté archivy dat pořízené sondou Cassini objevili nové komplexní organické molekuly, které do svého okolí vyvrhuje saturnův měsíc Enceladus. Jedná se o jasný důkaz, že v podpovrchovém oceánu dochází ke komplexním reakcím. Některé z nich by mohly být součástí řetězce, který vede k ještě komplexnějším, potenciálně biologicky relevantním, molekulám. Objev, který byl 1. září publikován v časopise Nature Astronomy, dále posiluje význam vyhrazené mise Evropské kosmické agentury, která by nejprve kroužila kolem Enceladu a poté by na něm i přistála.

V roce 2005 sonda Cassini odhalila první důkazy o tom, že Enceladus disponuje oceánem skrytým pod ledovým povrchem. Výtrysky vody z prasklin v okolí jižního pólu měsíce tam vyvrhují do okolního prostoru zrnka ledu menší než běžná zrnka písku ze Země. Některé z těchto maličkých kousků dopadnou zpět na povrch měsíce, zatímco ostatní uniknou a vytváří kolem Saturnu prstenec, který kopíruje dráhu Enceladu.

Hlavní autor nové studie Nozair Khawaja nejprve vysvětluje, co jsme už věděli: „Cassini detekovala vzorky z Enceladu pokaždé, když prolétávala přes Saturnův prstenec E. Už dříve jsme v těchto ledových zrnkách našli mnoho organických molekul včetně prekurzorů pro aminokyseliny.“ Tato ledová zrnka mohou být i stovky let stará. S tím, jak stárnou, mohou podléhat erozi a být pozměněna intenzivním kosmickým zářením. Vědci chtěli prozkoumat čerstvá zrnka, která byla vyvržena teprve nedávno, aby získali lepší přehled o tom, co se přesně odehrává v oceánu na Enceladu.

Naštěstí už odborníci měli potřebná data. V roce 2008 Cassini prolétla přímo skrz výtrysky ledových částeček. Nedotčená zrnka, která byla vyvržena pouze před pár minutami, narazila do palubního přístroje CDA (Cosmic Dust Analyzer) pro analýzu prachových částic rychlostí 18 km/s.

Nešlo pouze o nejčerstvější zrnka, jaká kdy Cassini detekovala, ale také o nejrychlejší. A jak vysvětluje Nozair Khawaja, na rychlosti záleželo: „Tato ledová zrnka neobsahují jen zmrzlou vodu, ale i další molekuly včetně organických. Při menších rychlostech se led roztříští a signály ze shluků vodních molekul mohou zakrýt signály určitých organických látek. Jenže když ledová zrnka zasáhnou CDA rychle, nedojde ke shluku vodních molekul a my máme šanci vidět tyto (dříve skryté) signály.“

Trvalo několik let, než se podařilo složit poznatky z předešlých průletů a aplikovat je na dešifrování těchto dat. Ovšem nyní Nozair Khawaja a jeho tým odhalili nový druh molekul, který byl přítomen uvnitř čerstvých ledových zrnek. Všimli si, že určité molekuly, které byly už dříve objeveny v prstenci E, se také nacházejí v čerstvých ledových zrnkách. To potvrdilo, že vznikají v oceánu Enceladu. Objevili také úplně nové molekuly, které nebyly nikdy dříve pozorovány na ledových zrnkách z Enceladu. Pro chemiky, kteří čtou tento článek, nově detekované molekulární fragmenty zahrnovaly alifatické, (hetero)cyklické estery/alkeny, ethery/ethyl a předběžně také sloučeniny obsahující dusík a kyslík.

Na Zemi jsou tyto stejné molekuly zapojeny do řetězců chemických reakcí, které ve výsledku vedou ke komplexnějším molekulám, které jsou nezbytné pro život. „Existuje mnoho různých cest od organických molekul, která jsme objevili v datech z Cassini k potenciálně biologicky relevantním sloučeninám, což posiluje pravděpodobnost, že by tento měsíc mohl hostit život,“ uvádí Nozair Khawaja a dodává: „V datech, která momentálně prozkoumáváme, je toho mnohem více, takže se už těšíme na to, co v blízké budoucnosti objevíme.“

Spoluautor zmíněného vědeckého článku, Frank Postberg, dodává: „Molekuly, které jsme našli v čerstvě vyvrženém materiálu potvrzují, že organické molekuly, které Cassini detekovala v Saturnově prstenci E, nejsou jen produktem jejich dlouhého vystavení kosmickému prostředí, ale byly už dostupné v oceánu Enceladu.“ Nicolas Altobelli, vědec agentury ESA zapojený do mise Cassini, doplňuje: „Je fantastické vidět, jak se z dat, která Cassini nasbírala před téměř dvěma dekádami, vynořují nové objevy. Skutečně to ukazuje dlouhodobý impakt našich kosmických misí. Těším se na porovnání dat z Cassini s daty z dalších misí ESA, které mají navštívit ledové měsíce Saturnu i Jupiteru.“

Objevy z mise sondy Cassini jsou cenné pro plánování budoucí mise ESA, která bude vyhrazena průzkumu Enceladu. Studijní fáze přípravy této ambiciózní mise již začala. Plánem je prolétnout skrz výtrysky a dokonce přistát na povrchu u jižního pólu měsíce za účelem odběru vzorků. Tým vědců a inženýrů již zvažuje výběr moderních vědeckých přístrojů, které by taková sonda mohla nést. Nejnovější objevy, na kterých se podílel přístroj CDA, mohou pomoci s tímto rozhodováním.

Enceladus splňuje všechny požadavky na to, aby byl obyvatleným prostředím, které může podporovat život. Je zde přítomná kapalná voda, zdroj energie, specifický soubor chemických prvků a komplexní organické molekuly. Mise, která by provedla měření přímo z povrchu měsíce a hledala známky života, by Evropě zajistila přední místo ve vědě o Sluneční soustavě. „Dokonce i neobjevení života na Enceladu by byl obrovský objev, protože by to vyvolalo vážné otázky, proč není život přítomen v takovém prostředí, když jsou tam správné podmínky,“ doplnil Nozair Khawaja.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/enceladus_jets_and_shadows/17568049-1-eng-GB/Enceladus_jets_and_shadows.jpg
https://www.esa.int/…/saturn_s_moon_enceladus/26893565-1-eng-GB/Saturn_s_moon_Enceladus.jpg
https://www.esa.int/…/enceladus_orbiting_within_saturn_s_e_ring/26887533-1-eng-GB/Enceladus_orbiting_within_Saturn_s_E_ring.jpg
https://www.esa.int/…/enceladus_mission_concept/26236661-1-eng-GB/Enceladus_mission_concept.jpg