Die unterirdische Energiequelle von Enceladus: Was sie für die Suche nach Leben bedeutet

Saturnmond Enceladus, von Cassini

Saturnmond Enceladus, aufgenommen von der Cassini-Sonde im Jahr 2015. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)





Eine Weltraummission, die auf dem Saturnmond Enceladus nach definitiven Lebenszeichen suchen könnte, sieht nach der Veröffentlichung neuer Beweise dafür, dass unter der Oberfläche dieser eisigen Welt eine bewohnbare Umgebung liegt, noch verlockender aus.

Die Oberfläche von Enceladus besteht aus einer festen Eisschicht mit einer durchschnittlichen Dicke von 18 bis 22 Kilometern, die einen massiven Ozean aus flüssigem Wasser bedeckt. Die neue Studie deutet darauf hin, dass der Boden des Ozeans von Enceladus wahrscheinlich verfügt über Heißwasserdüsen , ähnlich denen, die üppige Ökosysteme am Boden der Ozeane der Erde beherbergen. Der außerirdische Ozean weist auch eine Art Molekül auf, das häufig von Lebensformen auf der Erde als Nahrungsquelle verwendet wird, heißt es in der Studie.

Es wäre unglaublich schwierig, in die eisige Oberfläche von Enceladus zu bohren, um einen direkten Blick auf potenzielle Tiefseeumgebungen zu werfen, selbst wenn es nicht erforderlich wäre, Ausrüstung durch das Sonnensystem zu schicken, sagten Experten. Aber eine so kostspielige und aufwendige Mission könnte völlig unnötig sein, weil Enceladus „kostenlose Proben“ seines Unterwasserozeans durch die Wolken, die aus der eisigen Oberfläche des Mondes ausbrechen, abgibt, sagte Morgan Cable, ein Forscher am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena. Kalifornien. [ Saturnmond bewohnbar? Molekularer Wasserstoff in der Feder von Enceladus gefunden | Video ]



Cable ist Teil eines Teams von Wissenschaftlern, das einen Vorschlag für eine Mission ausarbeitet, die speziell auf die Suche nach Lebenszeichen in den Wolken von Enceladus ausgerichtet ist. Der Enceladus Life Finder (ELF)-Vorschlag wird Ende dieses Monats bei der NASA eingereicht, zusammen mit anderen Vorschlägen, die die Agentur für ihre nächste planetare Wissenschaftsmission New Frontiers in Betracht ziehen wird. Zu den früheren Missionen des New Frontiers-Programms gehörten die Juno-Sonde zum Jupiter und die Osiris-Rex-Mission, die eine Probe eines Asteroiden zur Erde zurückbringen wird.

In die Wolke

Die Sonde Cassini, die das gesamte Saturnsystem untersuchen soll, ist sieben Mal durch die Geysirfahne von Enceladus geflogen. Sein jüngster Durchgang durch die Plume im Oktober 2015 ist Gegenstand des neuen Forschungspapiers. Cassini entdeckte molekularen Wasserstoff (H2), von dem die Autoren des neuen Papiers glauben, dass er durch Wechselwirkungen zwischen heißem Wasser und Gestein entsteht. Dies unterstützt die Idee, dass der Boden des Ozeans von Enceladus Heißwasser-Geysire beherbergt, wie sie auf dem Meeresboden der Erde zu finden sind, sagten die Forscher.

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Die Illustration dieses Künstlers zeigt das mögliche Innere des Saturnmondes Enceladus, basierend auf Beobachtungen der Cassini-Sonde.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Molekularer Wasserstoff ist auch eine ideale Nahrungsquelle für viele Mikroben und Bakterien, sagen NASA-Wissenschaftler sagte in einer Erklärung . Beim Auseinanderbrechen der beiden Wasserstoffatome wird Energie freigesetzt, die in der Bindung zwischen ihnen gespeichert ist, wie eine veritable Energie-Piñata. Molekulare Wasserstoffbrückenbindungen sind besonders leicht zu brechen, sodass ihr Energieinhalt für viele Lebensformen leicht verfügbar ist.

„In Kombination mit unserem Wissen, dass es unter Enceladus einen Ozean gibt, der salzig ist, dass er organische und mineralische Wechselwirkungen enthält – das sind alles andere Entdeckungen, die Cassini gemacht hat – wenn man das noch hinzufügt, vervollständigt es die Argumentation für die Ozean bewohnbar ist oder Leben erhalten kann“, sagte Jonathan Lunine, Professor für Physik an der Cornell University in New York und einer der Mitautoren des Papiers, das die neue Entdeckung ankündigt, gegenüber guesswhozoo.com.



Cassini hat eine Fülle von Informationen über den unterirdischen Ozean von Enceladus enthüllt, aber die Schwaden des Mondes wurden erstmals 2005 entdeckt, acht Jahre nach dem Start der Cassini-Sonde in Richtung Saturn. (Glücklicherweise war das Raumschiff mit zwei Instrumenten ausgestattet, die Proben aus den Plumes sammeln konnten, darunter ein Instrument namens Massenspektrometer, das verwendet wird, um die chemische Zusammensetzung eines Materials zu bestimmen.)

„Cassini wurde nicht als Seefahrtsmission konzipiert“, sagte Cable und zitierte Linda Spilker, aktuelle Projektwissenschaftlerin für die Cassini-Mission sowie Projektwissenschaftlerin für das ELF-Missionskonzept.

„Wir hatten keine Ahnung, dass die Wolke von Enceladus gab es damals«, sagte Cable. 'Jetzt … haben wir eine viel bessere Vorstellung davon, welche Instrumente wir mitbringen sollten, um diese Schlüsselmoleküle in der Wolke zu schmecken, die Bewohnbarkeit besser zu verstehen und nach Leben zu suchen.'

ELF würde zuerst nach Leben suchen, indem es Moleküle erkennt, die durch biologische Prozesse gebildet werden, und dann die Verhältnisse dieser verschiedenen Moleküle vergleicht, sagte Cable. Diese Verhältnisse sind anders, wenn das Leben präsent ist, sagte sie.

„Wir glauben, dass unsere Nutzlast diese Aufgabe erfüllen kann“, sagte Cable. „Wenn es im gesamten Ozean nur eine Mikrobe gibt, ist das natürlich nicht leicht zu finden. Wir haben unsere Einschätzung also auf realistische Annahmen und Daten über die Ozeanumgebungen hier [auf der Erde] gestützt, die unserer Meinung nach repräsentativ dafür sind, was ein hydrothermales Ökosystem auf Enceladus sein wird. … Wenn es dort eine Lebensgemeinschaft gibt, wird ELF sie finden.“ [ Sehen Sie die Geysire von Enceladus in Aktion (Video) ]

Kostenlose Proben

Die NASA hat möglicherweise eine zweite Gelegenheit, eine Wolke aus einer eisigen Welt zu probieren. Neue Ergebnisse des Hubble-Weltraumteleskops deuten darauf hin, dass auch Jupiters Mond Europa periodisch Wasserfahnen aus seinem unterirdischen Ozean in den Weltraum spuckt. Zeichen der Federn wurden von Hubble zum zweiten Mal entdeckt, aber die Wissenschaftler hinter dem Ergebnis sagten, sie zögerten immer noch, eine endgültige Entdeckung zu erklären.

Die Europa Clipper-Mission der NASA soll Anfang bis Mitte der 2020er Jahre starten und den eisigen Mond aus der Umlaufbahn untersuchen. Es ist möglich, dass die Sonde Europas Federn (sofern vorhanden) beprobt, sagten Beamte der Agentur.

Dass Wissenschaftler keinen Lander brauchen, um auf Enceladus und vielleicht auch auf Europa nach Leben zu suchen, ist ein Hauptanziehungspunkt für die Entsendung spezieller Missionen an diese Orte, sagte Lunine, die auch leitende Ermittlerin des ELF-Missionskonzepts ist.

„Wir müssen keine Mission bauen, um [auf Enceladus] zu landen, zu bohren, [das Eis] zu schmelzen“, sagte er. „Die nächste Mission soll mit modernen Massenspektrometern immer wieder durch die Plume fliegen. Mit dieser [Mission] können wir die molekularen Signaturen des Lebens testen. Und wir können es für viel, viel weniger Geld machen als Cassini.'

Die Preisobergrenze für Vorschläge an die NASA-Mission New Frontiers beträgt 850 Millionen US-Dollar, ohne die Kosten für die Einführung und den Betrieb. (Zum Vergleich: Der Preis von Cassini beträgt etwa 3,2 Milliarden US-Dollar.) ELF wurde zuvor beim Discovery-Missionsprogramm der NASA eingereicht, das eine niedrigere Kostenobergrenze hat. Cable sagte, dass mindestens ein weiteres Team voraussichtlich einen Vorschlag für eine Enceladus-Mission bei der Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen der NASA New Frontiers einreichen wird.

„Enceladus … spuckt kostenlose Proben in den Weltraum. Wir müssen nur vorbeifliegen und es holen“, sagte Cable. „Diese Gelegenheiten ergeben sich nicht jeden Tag. Wenn wir nur durch den Geschmack einiger Schlüsselmoleküle in dieser Wolke definitiv sagen können, dass wir nicht allein sind, denke ich, dass diese Art von revolutionärer Entdeckung 850 Millionen Dollar wert ist.“

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