Από το 2004 έως το 2017, το Cassini -μια κοινή αποστολή της NASA, της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας και της Ιταλικής Διαστημικής Υπηρεσίας- ερεύνησε τον Κρόνο, τους δακτυλίους και τα φεγγάρια του. Το Cassini παρέδωσε θεαματικά ευρήματα. Ο Εγκέλαδος, με διάμετρο μόλις 504 χιλιόμετρα (313 μίλια), φιλοξενεί έναν ωκεανό με υγρό νερό κάτω από τον παγωμένο φλοιό του που καλύπτει ολόκληρο το φεγγάρι.

Οι θερμοπίδακες στο νότιο πόλο του φεγγαριού εκτοξεύουν στο διάστημα κόκκους αερίου και πάγου που σχηματίζονται από το νερό του ωκεανού.

Αν και οι μηχανικοί του Cassini δεν προέβλεψαν να αναλύσουν τους κόκκους πάγου που εξέπεμπε ενεργά ο Εγκέλαδος, έβαλαν στο διαστημικό σκάφος έναν αναλυτή σκόνης. Αυτό το όργανο μέτρησε τους εκπεμπόμενους κόκκους πάγου μεμονωμένα και είπε στους ερευνητές για τη σύνθεση του υπόγειου ωκεανού.

Τα απαραίτητα υλικά για τη ζωή

Ακριβώς όπως και οι ωκεανοί της Γης, ο ωκεανός του Εγκέλαδου περιέχει αλάτι, το μεγαλύτερο μέρος του οποίου είναι χλωριούχο νάτριο, ευρέως γνωστό ως επιτραπέζιο αλάτι. Ο ωκεανός περιέχει επίσης διάφορες ενώσεις με βάση τον άνθρακα και έχει μια διαδικασία που ονομάζεται παλιρροϊκή θέρμανση και παράγει ενέργεια μέσα στο φεγγάρι. Το υγρό νερό, η χημεία με βάση τον άνθρακα και η ενέργεια είναι όλα βασικά συστατικά για τη ζωή.

«Το 2023, εγώ και άλλοι επιστήμονες βρήκαμε φωσφορικά άλατα, μια άλλη ένωση που υποστηρίζει τη ζωή, σε κόκκους πάγου που προέρχονταν από τον ωκεανό του Εγκέλαδου. Το φωσφορικό άλας, μια μορφή φωσφόρου, είναι ζωτικής σημασίας για όλη τη ζωή στη Γη. Αποτελεί μέρος του DNA, των κυτταρικών μεμβρανών και των οστών.

Αυτή ήταν η πρώτη φορά που οι επιστήμονες εντόπισαν αυτή την ένωση σε έναν εξωγήινο υδάτινο ωκεανό», είπε στο The Conversation, ο Fabian Klenner, πλανητικός επιστήμονας και αστροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον (UW). Η έρευνά του επικεντρώνεται στην εξερεύνηση των παγωμένων φεγγαριών του ηλιακού συστήματος, ιδίως του δορυφόρου Εγκέλαδου του Κρόνου και του δορυφόρου Ευρώπη του Δία.

Ο βραχώδης πυρήνας του Εγκέλαδου πιθανότατα αλληλεπιδρά με τον υδάτινο ωκεανό μέσω υδροθερμικών πηγών. Αυτές οι καυτές δομές που μοιάζουν με γκέιζερ και προεξέχουν από τον πυθμένα του ωκεανού. Οι επιστήμονες προβλέπουν ότι ένα παρόμοιο περιβάλλον μπορεί να ήταν ο τόπος γέννησης της ζωής στη Γη.

Ανίχνευση πιθανής ζωής

Μέχρι σήμερα, κανείς δεν έχει ανιχνεύσει ζωή πέρα από τη Γη. Όμως οι επιστήμονες συμφωνούν ότι ο Εγκέλαδος είναι ένα πολλά υποσχόμενο μέρος για την αναζήτηση ζωής. Οπότε, πώς θα ξεκινήσουμε να ψάχνουμε;

Ο Fabian Klenner σημείωσε: «σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε τον Μάρτιο του 2024, οι συνάδελφοί μου και εγώ πραγματοποιήσαμε μια εργαστηριακή δοκιμή που προσομοίαζε κατά πόσον τα όργανα ανάλυσης σκόνης σε διαστημόπλοιο θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν και να ταυτοποιήσουν ίχνη ζωής στους εκπεμπόμενους κόκκους πάγου.

Για να προσομοιώσουμε την ανίχνευση των κόκκων πάγου καθώς οι αναλυτές σκόνης στο διάστημα τους καταγράφουν, χρησιμοποιήσαμε μια εργαστηριακή διάταξη στη Γη. Χρησιμοποιώντας αυτή τη διάταξη, εγχύσαμε μια μικροσκοπική δέσμη νερού που περιείχε βακτηριακά κύτταρα σε κενό, όπου η δέσμη διαλύθηκε σε σταγονίδια. Κάθε σταγονίδιο περιείχε, θεωρητικά, ένα βακτηριακό κύτταρο.

Στη συνέχεια, ρίξαμε ένα λέιζερ στα μεμονωμένα σταγονίδια, το οποίο δημιούργησε φορτισμένα ιόντα από το νερό και τις ενώσεις των κυττάρων. Μετρήσαμε τα φορτισμένα ιόντα χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται φασματομετρία μάζας. Αυτές οι μετρήσεις μας βοήθησαν να προβλέψουμε τι θα έπρεπε να βρουν τα όργανα ανάλυσης σκόνης σε ένα διαστημικό σκάφος αν συναντούσαν ένα βακτηριακό κύτταρο που περιέχεται σε έναν κόκκο πάγου.

Διαπιστώσαμε ότι αυτά τα όργανα θα έκαναν καλή δουλειά στον εντοπισμό του κυτταρικού υλικού. Τα όργανα που έχουν σχεδιαστεί για να αναλύουν μεμονωμένους κόκκους πάγου θα πρέπει να είναι σε θέση να αναγνωρίσουν βακτηριακά κύτταρα, ακόμη και αν υπάρχει μόνο το 0,01% των συστατικών ενός μεμονωμένου κυττάρου σε έναν κόκκο πάγου από ένα γκέιζερ που μοιάζει με τον Εγκέλαδο.

Οι αναλυτές θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν έναν αριθμό πιθανών υπογραφών από κυτταρικό υλικό, συμπεριλαμβανομένων αμινοξέων και λιπαρών οξέων. Τα ανιχνευόμενα αμινοξέα αντιπροσωπεύουν είτε θραύσματα των πρωτεϊνών του κυττάρου είτε μεταβολίτες, τα οποία είναι μικρά μόρια που συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις εντός του κυττάρου. Τα λιπαρά οξέα είναι θραύσματα λιπιδίων που αποτελούν τις μεμβράνες του κυττάρου.

Στα πειράματά μας, χρησιμοποιήσαμε ένα βακτήριο που ονομάζεται Sphingopyxis alaskensis. Τα κύτταρα αυτής της καλλιέργειας είναι εξαιρετικά μικροσκοπικά – το ίδιο μέγεθος με τα κύτταρα που θα μπορούσαν να χωρέσουν σε κόκκους πάγου που εκπέμπονται από τον Εγκέλαδο. Εκτός από το μικρό τους μέγεθος, τα κύτταρα αυτά αρέσκονται σε ψυχρά περιβάλλοντα και χρειάζονται μόνο λίγα θρεπτικά συστατικά για να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν, παρόμοια με το πώς θα ήταν πιθανότατα η ζωή προσαρμοσμένη στις συνθήκες του ωκεανού του Εγκέλαδου.

Ο ειδικός αναλυτής σκόνης του Cassini δεν είχε τις αναλυτικές δυνατότητες για να εντοπίσει κυτταρικό υλικό στους κόκκους πάγου. Ωστόσο, οι επιστήμονες σχεδιάζουν ήδη όργανα με πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες για πιθανές μελλοντικές αποστολές στον Εγκέλαδο. Τα πειραματικά μας αποτελέσματα θα ενημερώσουν για το σχεδιασμό και τη σχεδίαση αυτών των οργάνων».

(Ethnos.gr , The Conversation – freepik photo)