Nowe cząsteczki organiczne znalezione na księżycu Saturna

Pierwszych dowodów na to, że pod lodową powierzchnią Enceladusa znajduje się ocean, sonda Cassini dostarczyła w 2005 roku. Zaobserwowano strumienie wody wydobywające się z pęknięć w okolicach południowego bieguna księżyca. Część wyrzucanych w ten sposób ziarenek lodu opada na powierzchnię, a inne uciekają w przestrzeń kosmiczną, tworząc pierścień wokół Saturna zgodny z orbitą Enceladusa.

Sonda Cassini wykrywała materię z Enceladusa przez cały czas, gdy przelatywała przez jeden z pierścieni Saturna (pierścień E). W ciągu wieloletnich badań wykryto wiele cząsteczek organicznych w ziarnach lodu, w tym prekursory aminokwasów.

Jednak lodowe ziarna w pierścieniu mogą mieć setki lat i starzeją się pod wpływem promieniowania kosmicznego. Więc niektóre związki mogły potencjalnie powstać nie na Enceladusie, ale już w pierścieniu. Naukowcy chcieli więc zbadać świeże ziarna, wyrzucone niedawno, aby móc lepiej ocenić co dzieje się pod powierzchnią Enceladusa.

W 2008 roku sonda przeleciała bezpośrednio nad takim gejzerem. Ziarna wyrzucone zaledwie minuty przed dotarły do instrumentu przeznaczonego do ich analizy z prędkością około 18 km/s.

To były najszybsze lodowe ziarna zarejestrowane przez sondę. Okazuje się, że szybkość ma tu znaczenie. Przy mniejszym prędkościach uderzenia w instrument, lód pęka i skupiska cząsteczek wody zagłuszają sygnał od niektórych molekuł organicznych. Gdy z kolei ziarna lodu uderzają szybko w instrument, cząsteczki wody nie tworzą skupisk i można wykryć więcej sygnałów.

Odcyfrowanie danych zajęło sporo lat, ale okazało się, że pewne molekuły organiczne, które znaleziono w pierścieniu E, występują także w świeżych ziarnach wyrzucanych z Enceladusa. To potwierdza, że powstały w oceanie pod powierzchnią tego księżyca.

Dodatkowo odnaleziono nowe, nie wykryte wcześniej cząsteczki, takie jak związki alifatyczne, (hetero)cykliczne estry/alkeny, eter/etyl oraz być może związki zawierające azot i tlen. Na naszej planecie tego rodzaju cząsteczki uczestniczą w reakcjach chemicznych, które prowadzą do powstania bardzie złożonych molekuł kluczowych dla życia.

Sonda Cassini zakończyła swoją misję w 2017 roku, celowo wlatując w atmosferę Saturna, aby ulec zniszczeniu i zapobiec rozbiciu się w przyszłości na przykład na Enceladusie.

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) już rozważa nową misję, której celem byłby właśnie Enceladus. Przyszła sonda miałaby przelatywać przez strumienie wyrzucane przez gejzery i nawet wylądować na powierzchni księżyca w okolicach bieguna południowego, aby zebrać próbki.

Wyniki badań opublikowano w „Nature Astronomy”. Pierwszym autorem pracy jest Nozair Khawaja z Uniwersytetu w Stuttgarcie oraz Wolnego Uniwersytetu Berlińskiego.