Ślady życia? Złożone molekuły na księżycach Jowisza

Aby utworzyły się organizmy żywe, potrzebne są składniki bogate w węgiel, zawierające też tlen, azot i inne pierwiastki. Związki zawierające węgiel w chemii nazywane są związkami organicznymi (z paroma wyjątkami, jak na przykład dwutlenek węgla).

Eksperymenty laboratoryjne pokazały, że złożone molekuły organiczne mogą powstawać, gdy lodowe ziarna zawierające metanol lub mieszanki dwutlenku węgla i amoniaku zostaną wystawione na oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego albo temperatur występujących w dyskach protoplanetarnych. Dysk protoplanetarny to wirujący dysk okołogwiazdowy z gęstego gazu i pyłu otaczający młodą, nowo powstałą gwiazdę. Wszystkie układy planetarne formują się właśnie z takich dysków.

Jednymi z badań zajmujących się tym tematem kierował dr Olivier Mousis z Southwest Research Institute w San Antonio w Teksasie (USA). Jak tłumaczy, naukowcy połączyli analizy ewolucji dysków protoplanetarnych z modelami transportu cząsteczek, aby precyzyjnie określić promieniowanie i warunki termiczne, jakim poddawane są lodowe ziarna.

Następnie wyniki swoich symulacji porównali z innymi eksperymentami laboratoryjnymi, które tworzyły złożone molekuły organiczne w realistycznych warunkach astrofizycznych. Wyniki pokazały, że utworzenie złożonych molekuł organicznych było możliwe zarówno w przypadku mgławicy, z której powstał Układ Słoneczny (mgławica protosłoneczna), jak i w przypadku dysku wokół Jowisza. W szczególności zasymulowano procesy dla galileuszowych księżyców planety: Europy, Ganimedesa, Kallisto i Io, czyli największych krążących wokół Jowisza.

Okazało się, że znaczący odsetek lodowych ziaren mógł pozyskać skomplikowane molekuły organiczne i efektywnie przetransportować je w obszar, w którym powstały duże księżyce. W niektórych modelowanych scenariuszach prawie połowa cząsteczek dostarczała złożone molekuły organiczne z mgławicy protosłonecznej do dysku wokół Jowisza. Co więcej, złożone molekuły organiczne mogły też powstawać lokalnie w pobliżu orbity Jowisza.

Naukowcy przypuszczają, że Europa, Ganimedes i Kallisto mogą mieć podpowierzchniowe oceany pod warstwami lodu. Takie oceany to obiecujące miejsca dla powstania życia. Wczesna obecność złożonych molekuł organicznych, oprócz wody i źródeł energii, oznacza, że księżyce te od długiego czasu mogły posiadać cegiełki dla procesów prebiotycznych, takich jak powstawanie aminokwasów i nukleotydów.

Aktualnie do Jowisza i jego księżyców lecą dwie sondy kosmiczne: amerykańska Europa Clipper oraz europejska Juice. Do ich głównych zadań będą należały badania największych księżyców planety i sprawdzenie czy mogą tam istnieć warunki przyjazne istnieniu życia.

Publikacje opisujące zagadnienie ukazały się w „The Planetary Science Journal”” oraz w „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.