Wenn es Leben auf den Monden Enceladus und Europa mit eisigen Ozeanen gibt, könnten nachweisbare Reliktmoleküle direkt unter ihrer eisigen Oberfläche noch am Leben sein.
Wissenschaftler gehen seit langem davon aus, dass sowohl Enceladus, einer der 146 bekannten Saturnmonde, als auch Europa, einer der vier großen galiläischen Monde des Jupiters, zu den Planeten gehören könnten, die sie umkreisen. die Summe 95 Monde könnten riesige Ozeane aus flüssigem Wasser beherbergen, die Leben beherbergen. Wenn ja, könnten komplexe organische Moleküle wie Aminosäuren und Nukleinsäuren, die Bausteine des Lebens, wie wir es kennen, als „Biomarker“ des Lebens auf diesen Welten dienen.
Das Problem liegt jedoch darin, dass sowohl Europa als auch Enceladus intensiver Sonnenstrahlung ausgesetzt sind, was zur Zerstörung komplexer organischer Moleküle auf ihren Oberflächen führen kann. Neue Forschungsergebnisse geben diesbezüglich jedoch Anlass zur Hoffnung, denn sie legen nahe, dass diese Biosignaturen möglicherweise überleben, wenn sie in der eisigen Atmosphäre der Monde erhalten bleiben. Wenn dies zutrifft, bleiben diese Moleküle möglicherweise so nah an der Oberfläche, dass zukünftige Roboterfahrzeuge sie frei bohren können. Tatsächlich sind solche Bohrungen auf Enceladus möglicherweise nicht erforderlich; Biometrische Moleküle könnten in Eis überleben, das flacher ist als in Europa.
„Basierend auf unseren Experimenten beträgt die ‚sichere‘ Probenahmetiefe für Aminosäuren auf Europa etwa 8 Zoll (20 Zentimeter) in den hohen Breiten der späten Hemisphäre, der Hemisphäre, die entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung Europas um Jupiter liegt, in der Region, in der die Oberfläche liegt „Vielfach wegen Meteoriteneinschlägen“, sagte Alexander Pavlov, Leiter des Forschungsteams am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. Das sagte er in einer Erklärung„Der Nachweis von Aminosäuren auf Enceladus erfordert keine Probenentnahme unter der Oberfläche – diese Moleküle überleben den radioaktiven Zerfall oder den radioaktiven Zerfall überall auf Enceladus, weniger als einen Zehntel Zoll (weniger als ein paar Millimeter) von der Oberfläche entfernt.“
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Die dramatischen Wolken, die aus der Eishülle von Enceladus auftauchen, könnten auch bedeuten, dass umlaufende Robotermissionen in der Lage sein werden, diese Biosignaturmoleküle aus der Umgebung des Saturnmondes zu fangen, ohne die Oberfläche besuchen zu müssen.
Auf eisigen Monden wäre das Leben tief
Obwohl Europa und Enceladus oft als zwei der wahrscheinlichsten Welten für Leben an anderen Orten im Sonnensystem genannt werden, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Leben auf der Oberfläche dieser beiden Monde existiert, sehr gering. Der Grund dafür ist, dass sie nicht nur praktisch frei von Atmosphäre und Kälte sind, sondern auch von energiereichen Teilchen, Sonnenstrahlung und kosmischer Strahlung von mächtigen Ereignissen wie Supernovae außerhalb des Sonnensystems umgeben sind.
Es wird jedoch angenommen, dass sowohl Europa als auch Enceladus unter ihren dicken Oberflächen Ozeane aus flüssigem Wasser haben, die eisigen Muscheln ähneln. Daher wären diese Ozeane vor solchen Partikeln geschützt und würden durch geothermische Wärme erwärmt, die aus der Schwerkraft resultiert, die von den Mutterplaneten dieser Monde und ihren Schwestermonden auf sie ausgeübt wird.
Das bedeutet, dass Leben auf ihnen überleben kann, solange diese unterirdischen Ozeane über die richtige Chemie und Energiequelle verfügen.
Um dies zu untersuchen, testeten Pawlow und seine Kollegen Aminosäuren, während sie radioaktiv zerfielen. Obwohl Aminosäuren aus lebenden Organismen und nicht-biologischen Prozessen entstehen können, kann ihr Anblick auf Europa oder Enceladus ein potenzielles Lebenszeichen sein, einfach weil sie für das Leben auf der Erde als wesentliche Komponente für den Proteinaufbau wichtig sind. Die Aminosäuren könnten dank der Aktivität von Geysiren oder durch die aufgewühlte Bewegung der eisigen Außenhüllen selbst aus den tiefen Ozeanen der Monde stammen.
Das Team entnahm Proben der Aminosäuren, gab sie in Airless-Fläschchen und kühlte sie dann auf etwa minus 321 Grad Fahrenheit (minus 196 Grad Celsius) ab. Anschließend beschossen die Forscher die Aminosäuren mit hochenergetischem Licht, sogenannten „Gammastrahlen“, unterschiedlicher Intensität, um die Lebensfähigkeit der Moleküle zu testen.
Die Forscher testeten auch, ob Aminosäuren in toten Bakterien überleben könnten, die im Eis von Europa und Enceladus gefangen waren, und untersuchten, welche Auswirkungen die Vermischung mit Meteoritenmaterial auf deren Überleben haben könnte.
Unter Berücksichtigung des Alters des Eises auf Europa und Enceladus sowie der Betrachtung der Strahlungsumgebung um die beiden Monde konnte das Team die Tiefe der Krater und die Orte berechnen, an denen 10 % der Aminosäuren überleben könnten radioaktive Zerstörung.
Experimente dieser Art wurden bereits früher durchgeführt, es gibt jedoch insbesondere zwei vorläufige Experimente, die dieser Test vorstellt.
Dies war das erste Mal, dass Forscher niedrigere Strahlungsdosen für diese Moleküle in Betracht gezogen haben, die Aminosäuren nicht vollständig abbauen. Das Team kam zu dem Schluss, dass beschädigte oder abgebaute Moleküle immer noch als Biomarker fungieren könnten. Es war auch das erste Mal, dass ein solcher Test die neben Meteoritenstaub verbliebenen Aminosäuren berücksichtigte.
Das Team fand heraus, dass sich Aminosäuren schneller zersetzen, wenn sie mit Kieselsäure vermischt werden, ähnlich wie man es in Meteoritenstaub findet. Allerdings werden Aminosäuren in abgestorbener Mikroflora überdurchschnittlich langsam abgebaut. Dies kann daran liegen, dass das bakterielle Zellmaterial die Aminosäuren vor reaktiven Verbindungen schützt, die durch Strahlenbeschuss entstehen und ihren Abbau beschleunigen würden.
„Die langsamen Zerstörungsraten von Aminosäuren in biologischen Proben unter ähnlichen Oberflächenbedingungen wie auf Europa und Enceladus stärken das Argument für zukünftige Messungen zur Lebenserkennung durch Landemissionen auf Europa und Enceladus“, sagte Pavlov. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Zersetzungsraten potenzieller organischer Biomoleküle in siliziumreichen Regionen sowohl auf Europa als auch auf Enceladus höher sind als in reinem Eis. Daher sollten potenzielle zukünftige Missionen nach Europa und Enceladus bei der Probenahme von siliziumreichen Standorten vorsichtig sein.“ auf beiden Monden.“
Der Artikel des Teams wurde am Donnerstag (18. Juli) in der Zeitschrift veröffentlicht Astrobiologie.
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