Das Cassini Der Orbiter enthüllte viele faszinierende Dinge über das Saturn-System, bevor seine Mission im September 2017 endete. Er enthüllte nicht nur viel über die Saturnringe und die Oberfläche und Atmosphäre von Titan (Saturns größtem Mond), sondern war auch für die Entdeckung der kommenden Wasserfahnen verantwortlich aus der südlichen Polarregion von Enceladus. Die Entdeckung dieser Federn löste eine weit verbreitete Debatte über die mögliche Existenz von Leben im Inneren des Mondes aus.
Dies beruhte teilweise auf Beweisen, dass sich die Federn bis zur Kern- / Mantelgrenze des Mondes erstreckten und lebenswichtige Elemente enthielten. Dank einer neuen Studie von Forschern der Universität Heidelberg konnte nun bestätigt werden, dass die Federn komplexe organische Moleküle enthalten. Dies ist das erste Mal, dass komplexe organische Stoffe auf einem anderen Körper als der Erde entdeckt wurden, was den Fall des Mondes unterstützt, der das Leben unterstützt.
Die Studie mit dem Titel „Makromolekulare organische Verbindungen aus den Tiefen von Enceladus“ wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Natur. Die Studie wurde von Frank Postberg und Nozair Khawaja vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg geleitet und umfasste Mitglieder des Leibniz-Instituts für Oberflächenmodifikation (IOM), des Southwest Research Institute (SwRI), des Jet Propulsion Laboratory der NASA und mehrere Universitäten.
Die Existenz eines Ozeans mit flüssigem Wasser im Inneren von Enceladus ist seit 2005 Gegenstand wissenschaftlicher Debatten, als Cassini erstmals Wasserdampfwolken beobachtete, die durch Risse in der Oberfläche von der Südpoloberfläche des Mondes strömten (Spitzname „Tiger Stripes“). Nach Messungen der 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 südlichen Polarfahnen aus unter Druck stehenden unterirdischen Kammern stammen. Dies wurde von der bestätigt Cassini Mission im Jahr 2014, als die Sonde Schwerkraftmessungen durchführte, die auf die Existenz eines südpolaren unterirdischen Ozeans aus flüssigem Wasser mit einer Dicke von etwa 10 km hinwiesen.
Kurz bevor die Sonde in die Saturnatmosphäre eintauchte, erhielt die Sonde auch Daten, die darauf hinweisen, dass der innere Ozean seit einiger Zeit existiert. Dank früherer Messungen, die auf das Vorhandensein hydrothermaler Aktivität im Inneren hinwiesen, und Simulationen, die das Innere modellierten, gelangten die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass diese Aktivität, wenn der Kern porös genug wäre, genug Wärme hätte liefern können, um einen inneren Ozean für Milliarden von Jahren aufrechtzuerhalten.
Alle bisherigen Studien von Cassini Daten konnten nur einfache organische Verbindungen im Federmaterial identifizieren, deren Molekularmassen meist unter 50 Atommasseneinheiten lagen. Für ihre Studie beobachtete das Team Hinweise auf komplexes makromolekulares organisches Material in den eisigen Körnern der Federn mit Massen über 200 Atommasseneinheiten.
Dies ist der erste Nachweis komplexer organischer Stoffe an einem außerirdischen Körper. Wie Dr. Khawaja kürzlich in einer Pressemitteilung der ESA erklärte:
„Wir haben große Molekülfragmente gefunden, die Strukturen aufweisen, die für sehr komplexe organische Moleküle typisch sind. Diese riesigen Moleküle enthalten ein komplexes Netzwerk, das oft aus Hunderten von Atomen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und wahrscheinlich Stickstoff aufgebaut ist und ringförmige und kettenartige Substrukturen bildet. “
Die nachgewiesenen Moleküle waren das Ergebnis der ausgestoßenen Eiskörner, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 30.000 km / h an Bord von Cassini auf das Staubanalysegerät 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 feststellten, deuten die Daten darauf hin, dass sich auf dem Ozean ein dünner, organisch reicher Film befindet.
Diese großen Moleküle wären das Ergebnis komplexer chemischer Prozesse, die mit dem Leben zusammenhängen könnten. Alternativ können sie aus Urmaterial stammen, das dem ähnelt, was bei einigen Meteoriten gefunden wurde oder (wie das Team vermutet) durch hydrothermale Aktivität erzeugt wird. Postberg erklärte:
„Meiner Meinung nach sind die gefundenen Fragmente hydrothermalen Ursprungs und wurden im hydrothermal aktiven Kern von Enceladus verarbeitet. Bei den dort erwarteten hohen Drücken und warmen Temperaturen können komplexe organische Moleküle entstehen.“
Wie bereits erwähnt, haben jüngste Simulationen gezeigt, dass der Mond durch hydrothermale Aktivität genug Wärme erzeugen kann, damit sein innerer Ozean seit Milliarden von Jahren existiert. Diese Studie knüpft an dieses Szenario an und zeigt, wie organisches Material durch hydrothermale Entlüftungsöffnungen in den Ozean injiziert werden kann. Dies ähnelt dem, was auf der Erde geschieht, ein Prozess, von dem Wissenschaftler glauben, dass er eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Lebens auf unserem Planeten gespielt hat.
Auf der Erde können sich organische Substanzen an den Wänden aufsteigender Luftblasen ansammeln, die durch hydrothermale Entlüftungsöffnungen erzeugt werden. Diese steigen dann an die Oberfläche und werden durch Seespray und das Platzen der Blasen verteilt. Wissenschaftler glauben, dass ein ähnlicher Prozess auf Enceladus stattfindet, wo Gasblasen, die durch den Ozean aufsteigen, organisches Material von der Kern-Mantel-Grenze zur eisigen Oberfläche bringen könnten.
Wenn diese Blasen an der Oberfläche platzen, hilft dies, einige der organischen Stoffe zu verteilen, die dann Teil des salzigen Sprays werden, das durch die Tigerrisse kommt. Dieses Spray gefriert dann zu eisigen Partikeln, wenn es den Weltraum erreicht, und sendet organisches Material und Eis durch das Saturn-System, wo es jetzt entdeckt wurde. Wenn diese Studie korrekt ist, ist im Inneren von Enceladus eine weitere grundlegende Zutat für das Leben vorhanden, was die Argumente für das Leben dort umso stärker macht.
Dies ist nur das Neueste aus einer langen Reihe von Entdeckungen von Cassini, von denen viele auf die mögliche 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 werden voraussichtlich mehrere Missionen zu diesen Monden zurückkehren, um mehr Beweise für potenzielles Leben zu sammeln und dort anzukommen, wo die Ehrwürdigen sind Cassini aufgehört. So lange Cassini, und danke, dass du einen Weg geebnet hast!
