DieCassiniorbiter hat viele faszinierende Dinge über das Saturn-System enthüllt, bevor seine Mission in endete September 2017 . Es enthüllte nicht nur viel über die Saturnringe und die Oberfläche und Atmosphäre von Titan (Saturns größtem Mond), sondern war auch für die Entdeckung von Wasserfahnen verantwortlich, die von Enceladus ‘ Südpolarregion. Die Entdeckung dieser Wolken löste eine weit verbreitete Debatte über die mögliche Existenz von Leben im Inneren des Mondes aus.
Dies basierte zum Teil auf Beweisen, dass sich die Plumes bis zur Kern-Mantel-Grenze des Mondes erstreckten und lebenswichtige Elemente enthielten. Danke an a neue Studie Unter der Leitung von Forschern der Universität Heidelberg wurde nun bestätigt, dass die Plumes komplexe organische Moleküle enthalten. Dies ist das erste Mal, dass komplexe organische Stoffe auf einem anderen Körper als der Erde nachgewiesen wurden, und unterstützt die Argumente für das Leben des Mondes.
Die Studie mit dem Titel „ Makromolekulare organische Verbindungen aus den Tiefen von Enceladus “, erschien kürzlich in der ZeitschriftNatur.Die Studie wurde von Frank Postberg und Nozair Khawaja vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg geleitet und umfasste Mitglieder der Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM), die Südwestforschungsinstitut (SwRI), dem Jet Propulsion Laboratory der NASA und mehreren Universitäten.
Die „Tigerstreifen“ von Enceladus, abgebildet von der Raumsonde Cassini. Bildnachweis: NASA/JPL/ESA
Die Existenz eines Ozeans mit flüssigem Wasser im Inneren von Enceladus ist seit 2005 Gegenstand wissenschaftlicher Debatten, als Cassini das erste Mal beobachtete Wasserdampf enthaltende Wolken Spucken von der Südpoloberfläche des Mondes durch Risse in der Oberfläche (Spitzname 'Tiger Stripes'). Nach Messungen des Cassini-Huygens Sonde bestehen diese Emissionen hauptsächlich aus Wasserdampf und enthalten molekularen Stickstoff, Kohlendioxid, Methan und andere Kohlenwasserstoffe.
Die kombinierte Analyse von Bildgebungs-, Massenspektrometrie- und magnetosphärischen Daten zeigte auch, dass die beobachteten südpolaren Plumes von unterirdischen Druckkammern ausgehen. Dies wurde von der . bestätigtCassiniMission im Jahr 2014, als die Sonde Schwerkraftmessungen durchführte, die auf die Existenz eines Südpolarens hindeuteten unterirdischer Ozean aus flüssigem Wasser mit einer Dicke von etwa 10 km.
Kurz bevor die Sonde in die Atmosphäre des Saturn eintauchte, erhielt die Sonde auch Daten, die darauf hindeuteten, dass der innere Ozean existiert seit einiger Zeit . Dank früherer Messungen, die das Vorhandensein hydrothermaler Aktivität im Inneren anzeigten, und Simulationen, die das Innere modellierten, kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass, wenn der Kern porös genug wäre, diese Aktivität genug Wärme hätte liefern können, um einen inneren Ozean für Milliarden von Jahren aufrechtzuerhalten.
Alle bisherigen Studien vonCassiniDaten konnten im Plume-Material nur einfache organische Verbindungen identifizieren, deren Molekülmassen meist unter 50 Atommasseneinheiten liegen. Für ihre Studie beobachtete das Team Beweise für komplexes makromolekulares organisches Material in den eisigen Körnern der Plumes mit Massen über 200 atomaren Masseneinheiten.
Hydrothermale Aktivität im Kern von Enceladus und das Aufsteigen organischer Blasen. Kredit und Urheberrecht: ESA; F. Postberg et al. (2018)
Dies ist der erste Nachweis komplexer organischer Substanzen auf einem außerirdischen Körper. Wie Dr. Khawaja in einer kürzlich erschienenen ESA erklärte Pressemitteilung :
„Wir fanden große Molekülfragmente, die typische Strukturen für sehr komplexe organische Moleküle aufweisen. Diese riesigen Moleküle enthalten ein komplexes Netzwerk, das oft aus Hunderten von Kohlenstoffatomen, Wasserstoff, Sauerstoff und wahrscheinlich Stickstoff besteht, die ringförmige und kettenartige Unterstrukturen bilden.“
Die nachgewiesenen Moleküle waren das Ergebnis der ausgestoßenen Eiskörner, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 30.000 km/h auf das Staubanalysegerät an Bord von Cassini trafen. Das Team glaubt jedoch, dass dies nur Fragmente größerer Moleküle waren, die unter der eisigen Oberfläche von Enceladus enthalten waren. Wie sie in ihrer Studie angeben, deuten die Daten darauf hin, dass sich auf dem Ozean ein dünner Film mit hohem Gehalt an organischen Stoffen befindet.
Diese großen Moleküle wären das Ergebnis komplexer chemischer Prozesse, die mit dem Leben zusammenhängen könnten. Alternativ können sie aus ursprünglichem Material stammen, das ähnlich dem ist, was in einigen Meteoriten gefunden wurde, oder (wie das Team vermutet) durch hydrothermale Aktivität erzeugt wird. Wie Dr. Postberg erklärte:
„Meiner Meinung nach sind die gefundenen Fragmente hydrothermalen Ursprungs, da sie im hydrothermal aktiven Kern von Enceladus verarbeitet wurden: Bei den hohen Drücken und warmen Temperaturen, die wir dort erwarten, können komplexe organische Moleküle entstehen.“
Künstlerisches Rendering, das einen inneren Querschnitt der Kruste von Enceladus zeigt, der zeigt, wie hydrothermale Aktivität die Wasserfahnen an der Mondoberfläche verursachen kann. Credits: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
Wie bereits erwähnt, haben jüngste Simulationen gezeigt, dass der Mond durch hydrothermale Aktivität so viel Wärme erzeugen könnte, dass sein Innenmeer seit Milliarden von Jahren existiert. Diese Studie folgt diesem Szenario, indem sie zeigt, wie organisches Material durch hydrothermale Quellen in den Ozean injiziert werden könnte. Dies ähnelt dem, was auf der Erde passiert, ein Prozess, von dem Wissenschaftler glauben, dass er eine entscheidende Rolle bei der Entstehung des Lebens auf unserem Planeten gespielt haben könnte.
Auf der Erde können sich organische Substanzen an den Wänden von aufsteigenden Luftblasen ansammeln, die durch hydrothermale Quellen entstehen, die dann an die Oberfläche steigen und durch Meeresgischt und das Platzen der Blasen verteilt werden. Wissenschaftler glauben, dass ein ähnlicher Prozess auf Enceladus stattfindet, wo Gasblasen, die durch den Ozean aufsteigen, organisches Material von der Kern-Mantel-Grenze an die eisige Oberfläche bringen könnten.
Wenn diese Blasen an der Oberfläche platzen, hilft es, einige der organischen Stoffe zu verteilen, die dann Teil des salzigen Sprühnebels werden, der durch die Tigerrisse kommt. Dieses Spray gefriert dann zu eisigen Partikeln, wenn es den Weltraum erreicht, und schickt organisches Material und Eis durch das Saturn-System, wo es jetzt entdeckt wurde. Wenn diese Studie richtig ist, dann ist im Inneren von Enceladus eine weitere grundlegende Zutat für das Leben vorhanden, die das Leben dort noch stärker macht.
Dies ist nur die jüngste in einer langen Reihe von Entdeckungen von Cassini, von denen viele auf die potenzielle Existenz von Leben auf oder in einigen Saturnmonden hinweisen. Cassini bestätigte nicht nur die ersten organischen Moleküle in einer „Ozeanwelt“ unseres Sonnensystems, sondern fand auch überzeugende Beweise für eine reichhaltige probiotische Umgebung und organische Chemie auf Titan.
In Zukunft wird erwartet, dass mehrere Missionen zu diesen Monden zurückkehren, um mehr Beweise für potenzielles Leben zu sammeln und dort anzusetzen, wo die Ehrwürdigen sindCassiniaufgehört. So langeCassini,und danke, dass du einen Weg gebahnt hast!
