この図は、土星の月でモデル化されたプロセスSwRI科学者の概要を示すエンケラドゥスの断面を示しています。 水分子が放射線によって分解されたときに表面の氷で生成される酸化剤は、熱水活動や他の水と岩の反応によって生成される還元剤と結合し、海の潜在的な生命のためのエネルギー源を作り出すことができます。 クレジット: SwRI
モデルは、エンケラドゥスの潜在的に多様な代謝メニューを指しています
NASAのカッシーニ宇宙船のデータを使用して、南西研究所（SwRI）の科学者は、土星の月エンケラドゥスの地下海における化学プロセスをモデル化しました。 この研究は、様々な代謝メニューが、月の氷のファサードの下の液体の水の海の潜在的に多様な微生物群集をサポートする可能性を示している。
2017年9月のデオルビットの前に、カッシーニはエンケラドゥスの氷の表面の亀裂から噴出する氷粒と水蒸気のプルームをサンプリングし、微生物の潜在的な食料源である分子水素を発見しました。 惑星科学誌イカロスに掲載された新しい論文は、他の潜在的なエネルギー源を探求しています。
“プルーム内の分子水素（H2）の検出は、エンケラドゥスの海で利用可能な自由エネルギーがあることを示した”とSwRIで非常勤で働いている主任著者Christine Rayは、博士号を追求していると述べた。 テキサス大学サンアントニオ校で物理学を学びました 「地球、好気性、または酸素呼吸では、生物はグルコースや酸素などの有機物のエネルギーを消費して二酸化炭素や水を作り出します。 嫌気性微生物は水素を代謝してメタンを生成することができる。 すべての生命は酸化剤およびreductant混合物間の不均衡と関連付けられる同じような化学反応に蒸溜することができます。”
この不平衡は、酸化還元化学が化学種間で電子を移動させるポテンシャルエネルギー勾配を作り出し、最も頻繁にはある種が酸化を受け、別の種が還元を受ける。 これらのプロセスは、光合成や呼吸を含む生命の多くの基本的な機能に不可欠です。 例えば、水素は、熱水噴出孔の近くの地球の海洋に生息する嫌気性微生物を支える化学エネルギー源です。 地球の海底では、熱水噴出孔は、珍しい生き物が生息するユニークな生態系が繁栄することを可能にする熱く、エネルギーが豊富な、鉱物を含んだ流体を放出 これまでの研究では、エンケラドゥスの熱水噴出孔と化学的不平衡の証拠が増えており、これは地下海洋の居住可能な条件を示唆している。
“他のタイプの代謝経路もエンケラドスの海にエネルギー源を提供できるかどうか疑問に思った”とRayは語った。 「それには、エンケラドゥスのプルームでまだ検出されていない異なる酸化剤のセットが必要であるため、海洋と岩のコアの条件がこれらの化学プロセ”
例えば、著者らは、宇宙からの電離放射線が酸化剤O2とH2O2をどのように作り出すことができるか、そして海洋と岩のコアの非生物的地球化学が、代謝過程をサポートする可能性のある化学的不均衡にどのように寄与するかを調べた。 研究チームは、還元剤がかなりの量で存在しない場合、これらの酸化剤が時間の経過とともに蓄積する可能性があるかどうかを検討した。 彼らはまた、水性還元剤または海底鉱物がこれらの酸化剤を硫酸塩および酸化鉄にどのように変換できるかを検討した。
“私たちは、私たちの自由エネルギー推定値を地球上の生態系と比較し、全体的に、好気性代謝と嫌気性代謝の両方の値が最小要件を満たしているか、超えていると判断しました”とRay氏は述べています。 これらの結果は、酸化剤の生産と酸化化学が、エンケラドゥスの可能な生命と代謝的に多様な微生物群集を支援することに貢献できることを示して”
“微生物の潜在的な食料源を特定したので、次の質問は”海から出てくる複雑な有機物の性質は何ですか？”Swriプログラムディレクター博士ハンター Waite、新しい論文の共著者は、Postbergらによって作成されたオンライン自然の論文を参照して、言いました。 2018年。 「この新しい論文は、小さな月が私たちの期待を完全に上回る方法で人生をどのように維持できるかを理解するためのもう一つのステップです！”
論文の調査結果はまた、探査の次世代のために大きな意義を持っています。”将来の宇宙船は、海の酸化化合物の存在量に関するこの論文の予測をテストするためにエンケラドスのプルームを飛ぶことができる、”SwRI上級研究科学者Dr.Christopher Glein、別の共著者は述べている。 “私たちは慎重でなければなりませんが、エンケラドスの働きの基本と思われるこれらのエネルギー源を利用する奇妙な形の生命があるかどうかを”