los Cassini El orbitador reveló muchas cosas fascinantes sobre el sistema de Saturno antes de que su misión terminara en septiembre de 2017. Además de revelar mucho sobre los anillos de Saturno y la superficie y la atmósfera de Titán (la luna más grande de Saturno), también fue responsable del descubrimiento de las plumas de agua que se aproximaban. de la región polar sur de Encelado. El descubrimiento de estos penachos desencadenó un debate generalizado sobre la posible existencia de vida en el interior de la luna.
Esto se basó en parte en la evidencia de que las plumas se extendieron hasta el límite del núcleo / manto de la luna y contenían elementos esenciales para la vida. Gracias a un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Heidelberg, Alemania, ahora se ha confirmado que las plumas contienen moléculas orgánicas complejas. Esta es la primera vez que se detectan compuestos orgánicos complejos en un cuerpo que no es la Tierra, y refuerza el caso de la luna que sustenta la vida.
El estudio, titulado "Compuestos orgánicos macromoleculares de las profundidades de Encelado", apareció recientemente en la revista Naturaleza. El estudio fue dirigido por Frank Postberg y Nozair Khawaja, del Instituto de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Heidelberg, e incluyó a miembros del Instituto Leibniz de Modificación de Superficies (IOM), el Instituto de Investigación del Sudoeste (SwRI), el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y Múltiples universidades.
La existencia de un océano de agua líquida en el interior de Encelado ha sido objeto de debate científico desde 2005, cuando Cassini observó por primera vez columnas que contenían vapor de agua que salía de la superficie del polo sur de la luna a través de grietas en la superficie (apodado "Rayas de tigre"). Según las mediciones realizadas por el Cassini-Huygens sonda, estas emisiones están compuestas principalmente de vapor de agua y contienen nitrógeno molecular, dióxido de carbono, metano y otros hidrocarburos.
El análisis combinado de imágenes, espectrometría de masas y datos magnetosféricos también indicó que las plumas del polo sur observadas emanan de cámaras subsuperficiales presurizadas. Esto fue confirmado por el Cassini misión en 2014 cuando la sonda realizó mediciones de gravedad que indicaron la existencia de un océano de agua líquida en el subsuelo del polo sur con un espesor de alrededor de 10 km.
Poco antes de que la sonda se sumergiera en la atmósfera de Saturno, la sonda también obtuvo datos que indicaban que el océano interior había existido por algún tiempo. Gracias a lecturas anteriores que indicaron la presencia de actividad hidrotermal en el interior y simulaciones que modelaron el interior, los científicos concluyeron que si el núcleo fuera lo suficientemente poroso, esta actividad podría haber proporcionado suficiente calor para mantener un océano interior durante miles de millones de años.
Sin embargo, todos los estudios previos de Cassini los datos solo pudieron identificar compuestos orgánicos simples en el material de la columna, con masas moleculares en su mayoría por debajo de 50 unidades de masa atómica. En aras de su estudio, el equipo observó evidencia de material orgánico macromolecular complejo en los granos helados de los penachos que tenían masas superiores a 200 unidades de masa atómica.
Esto constituye la primera detección de compuestos orgánicos complejos en un cuerpo extraterrestre. Como explicó el Dr. Khawaja en un reciente comunicado de prensa de la ESA:
“Encontramos fragmentos moleculares grandes que muestran estructuras típicas de moléculas orgánicas muy complejas. Estas enormes moléculas contienen una red compleja a menudo construida a partir de cientos de átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y probablemente nitrógeno que forman subestructuras en forma de anillo y en forma de cadena ".
Las moléculas que se detectaron fueron el resultado de los granos de hielo expulsados que golpearon el instrumento de análisis de polvo a bordo de Cassini a velocidades de aproximadamente 30,000 km / hora. Sin embargo, el equipo cree que estos eran meros fragmentos de moléculas más grandes contenidas debajo de la superficie helada de Encelado. Como afirman en su estudio, los datos sugieren que hay una película delgada rica en materia orgánica en la parte superior del océano.
Estas moléculas grandes serían el resultado de procesos químicos complejos, que podrían ser los relacionados con la vida. Alternativamente, pueden derivarse de material primordial similar al que se ha encontrado en algunos meteoritos o (como sospecha el equipo) que se genera por la actividad hidrotermal. Postberg explicó:
"En mi opinión, los fragmentos que encontramos son de origen hidrotermal, ya que se han procesado dentro del núcleo hidrotermalmente activo de Encelado: en las altas presiones y temperaturas cálidas que esperamos allí, es posible que puedan surgir moléculas orgánicas complejas".
Como se señaló, las simulaciones recientes han demostrado que la luna podría estar generando suficiente calor a través de la actividad hidrotermal para que su océano interior haya existido durante miles de millones de años. Este estudio da seguimiento a ese escenario al mostrar cómo el material orgánico podría ser inyectado en el océano por respiraderos hidrotermales. Esto es similar a lo que sucede en la Tierra, un proceso que los científicos creen que puede haber jugado un papel vital en los orígenes de la vida en nuestro planeta.
En la Tierra, las sustancias orgánicas pueden acumularse en las paredes de las burbujas de aire ascendentes creadas por los respiraderos hidrotermales, que luego suben a la superficie y se dispersan por la pulverización marina y las burbujas estallan. Los científicos creen que está ocurriendo un proceso similar en Encelado, donde las burbujas de gas que se elevan a través del océano podrían estar trayendo material orgánico desde el límite del manto central hasta la superficie helada.
Cuando estas burbujas explotan en la superficie, ayuda a dispersar algunos de los compuestos orgánicos que luego se convierten en parte del aerosol salado que entra por las grietas del tigre. Este aerosol luego se congela en partículas heladas a medida que llega al espacio, enviando material orgánico y hielo a todo el Sistema de Saturno, donde ahora se ha detectado. Si este estudio es correcto, entonces otro ingrediente fundamental para la vida está presente en el interior de Encelado, lo que hace que la vida allí sea mucho más fuerte.
Este es solo el último de una larga lista de descubrimientos realizados por Cassini, muchos de los cuales apuntan a la existencia potencial de vida en o en algunas de las lunas de Saturno. Además de confirmar las primeras moléculas orgánicas en un "mundo oceánico" de nuestro Sistema Solar, Cassini también encontró evidencia convincente de un rico entorno probiótico y química orgánica en Titán.
En el futuro, se espera que múltiples misiones regresen a estas lunas para reunir más evidencia de vida potencial, retomando donde los venerables Cassini Parado. Hasta la vista Cassini y gracias por abrir un camino!
