denne figur illustrerer et tværsnit af Enceladus, der viser en oversigt over de processer, som forskere modellerede i Saturn-månen. Iltningsmidler, der produceres i overfladeisen, når vandmolekyler brydes fra hinanden ved stråling, kan kombineres med reduktionsmidler produceret af hydrotermisk aktivitet og andre vand-stenreaktioner, hvilket skaber en energikilde til potentielt liv i havet. Kredit: H3 > modeller peger på en potentielt forskelligartet metabolisk Menu på Enceladus
ved hjælp af data fra NASAs Cassini-rumfartøj modellerede forskere ved Sydvestforskningsinstitut (Sri) kemiske processer i det underjordiske hav af Saturns måne Enceladus. Undersøgelserne viser muligheden for, at en varieret metabolisk menu kunne understøtte et potentielt forskelligt mikrobielt samfund i det flydende vandhav under månens iskolde facade.
forud for dens deorbit i September 2017 samplede Cassini skyet af iskorn og vanddamp, der udbrudte fra revner på den iskolde overflade af Enceladus, og opdagede molekylært brint, en potentiel fødekilde for mikrober. Et nyt papir offentliggjort i planetary science journal Icarus udforsker andre potentielle energikilder.”detekteringen af molekylært hydrogen (H2) i plume indikerede, at der er fri energi til rådighed i Enceladushavet,” siger hovedforfatter Christine Ray, der arbejder deltid på Sri, da hun forfølger en ph. d. i fysik fra universitetet i San Antonio. “På jorden, aerob, eller ilt-vejrtrækning, skabninger forbruge energi i organisk materiale såsom glukose og ilt til at skabe kulsyre og vand. Anaerobe mikrober kan metabolisere hydrogen for at skabe methan. Alt liv kan destilleres til lignende kemiske reaktioner forbundet med en ubalance mellem iltnings-og reduktantforbindelser.”
denne uligevægt skaber en potentiel energigradient, hvor omkoksekemi overfører elektroner mellem kemiske arter, oftest med en art, der gennemgår iltning, mens en anden art gennemgår reduktion. Disse processer er afgørende for mange grundlæggende funktioner i livet, herunder fotosyntese og respiration. For eksempel er hydrogen en kilde til kemisk energi, der understøtter anaerobe mikrober, der lever i Jordens oceaner nær hydrotermiske ventilationskanaler. På jordens havbund udsender hydrotermiske ventilationskanaler varme, energirige, mineralbelastede væsker, der gør det muligt for unikke økosystemer, der vrimler af usædvanlige væsner at trives. Tidligere forskning fandt voksende bevis for hydrotermiske ventilationskanaler og kemisk ubalance på Enceladus, der antyder beboelige forhold i dets undergrundshav.”vi spekulerede på, om andre typer metaboliske veje også kunne give energikilder i Enceladus’ hav,” sagde Ray. “Fordi det ville kræve et andet sæt iltningsmidler, som vi endnu ikke har opdaget i Enceladus’ plume, udførte vi kemisk modellering for at afgøre, om forholdene i havet og den stenede kerne kunne understøtte disse kemiske processer.”
for eksempel så forfatterne på, hvordan ioniserende stråling fra rummet kunne skabe iltningsmidlerne O2 og H2O2, og hvordan abiotisk geokemi i havet og klippekernen kunne bidrage til kemiske uligevægte, der kunne understøtte metaboliske processer. Holdet overvejede, om disse iltningsmidler kunne ophobes over tid, hvis reduktionsmidler ikke er til stede i mærkbare mængder. De overvejede også, hvordan vandige reduktionsmidler eller havbundsmineraler kunne omdanne disse iltningsmidler til sulfater og jernilte.”vi sammenlignede vores estimater af fri energi med økosystemer på jorden og fastslog, at vores værdier for både aerob og anaerob metabolisme generelt opfylder eller overstiger minimumskravene,” sagde Ray. “Disse resultater indikerer, at iltningsproduktion og iltningskemi kan bidrage til at understøtte muligt liv og et metabolisk forskelligt mikrobielt samfund på Enceladus.”
“nu hvor vi har identificeret potentielle fødekilder til mikrober, er det næste spørgsmål at stille” hvad er karakteren af de komplekse organiske stoffer, der kommer ud af havet?””sagde programdirektør Dr. Hunter, medforfatter til det nye papir, der henviser til et online Naturpapir, der er skrevet af Postberg et al. i 2018. “Dette nye papir er endnu et skridt i forståelsen af, hvordan en lille måne kan opretholde livet på måder, der helt overstiger vores forventninger!”
papirets resultater har også stor betydning for den næste generation af udforskning.”en fremtidig rumfartøj kunne flyve gennem plume af Enceladus at teste dette papir forudsigelser om overflod af iltede forbindelser i havet,” siger Dr. Christopher Glein, en anden medforfatter. “Vi må være forsigtige, men jeg finder det spændende at overveje, om der kan være mærkelige livsformer, der udnytter disse energikilder, der synes at være grundlæggende for Enceladus’ arbejde.”