Apakah samudera bawah permukaan bulan Saturnus Enceladus mengandung kehidupan? Molekul organik kompleks yang baru ditemukan dalam gumpalan uap airnya mengisyaratkan bahwa kita mungkin tidak sendirian di tata surya.
Uap air membasahi bulan Saturnus Enceladus. Gambar melalui NASA / JPL / Space Science Institute.
Bulan Saturnus Enceladus mungkin kecil, tetapi memiliki potensi untuk membantu menjawab salah satu pertanyaan terbesar yang pernah ada - apakah kita sendirian? Misi Cassini dari NASA mempelajari dunia penuh teka-teki ini dari dekat dan menemukan bahwa planet ini sangat aktif, setidaknya secara geologis, dengan semburan uap air meletus melalui retakan besar di permukaan, dari lautan global di bawah permukaan yang asin di bawah lapisan es luar. Cassini benar-benar terbang melalui bulu-bulu itu, mengambil sampelnya untuk dianalisis. Kami sudah tahu bahwa ia menemukan uap air, partikel es, garam, hidrogen, dan senyawa organik sederhana. Sekarang, analisis baru dari Southwest Research Institute (SwRI) diterbitkan pada 27 Juni 2018, dalam jurnal peer-review Alam - menunjukkan bahwa bulu juga mengandung organik jauh lebih kompleks. Ini tidak berarti bukti kehidupan itu sendiri - namun - tetapi lebih jelas menunjukkan bahwa lautan Enceladus memenuhi semua persyaratan agar kehidupan ada.
Tim peneliti dipimpin oleh Frank Postberg dan Nozair Khawaja dari Universitas Heidelberg, Jerman. Sebagaimana dicatat oleh Postberg:
Ini adalah pendeteksian organik kompleks pertama yang datang dari dunia air ekstraterestrial.
Diagram gelembung kaya organik naik ke permukaan dari kedalaman di lautan. Gambar melalui ESA / F. Postberg et al (2018).
Bahan organiknya cukup besar dan kompleks, seperti yang ditambahkan Khawaja:
Kami menemukan fragmen molekul besar yang menunjukkan struktur khas untuk molekul organik yang sangat kompleks. Molekul-molekul besar ini mengandung jaringan kompleks yang sering dibangun dari ratusan atom karbon, hidrogen, oksigen, dan kemungkinan nitrogen yang membentuk substruktur berbentuk cincin dan seperti rantai.
Para ilmuwan di SwRI menganalisis data spektrometri massa dari Cassini. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Christopher Glein, seorang ilmuwan ruang angkasa yang berspesialisasi dalam oseanografi kimia luar angkasa (dan rekan penulis makalah baru):
Kita, sekali lagi, terpesona oleh Enceladus. Sebelumnya kami hanya mengidentifikasi molekul organik paling sederhana yang mengandung beberapa atom karbon, tetapi bahkan itu sangat menarik. Sekarang kami telah menemukan molekul organik dengan massa di atas 200 satuan massa atom. Itu lebih dari sepuluh kali lebih berat dari metana. Dengan molekul organik kompleks yang keluar dari lautan air cairnya, bulan ini adalah satu-satunya tubuh selain Bumi yang diketahui secara bersamaan memenuhi semua persyaratan dasar untuk kehidupan seperti yang kita kenal.
Ini tidak berarti bahwa kehidupan telah ditemukan di Enceladus. Tetapi itu berarti bahwa kondisi kehidupan mungkin ada di sana, di samudera bawah permukaan bulan.
Diagram penampang interior kerak Enceladus, menunjukkan ventilasi hidrotermal di dasar samudra dan gumpalan uap air meletus melalui retakan di permukaan. Gambar melalui NASA-GSFC / SVS / NASA / JPL-Caltech / Southwest Research Institute.
Fragmen organik berat yang ditemukan dianggap sisa-sisa yang bahkan lebih besar dari ribuan unit massa atom. Yang terbesar dipecah menjadi fragmen yang lebih kecil ketika mereka bertabrakan dengan instrumen penganalisa debu Cassini dengan kecepatan sekitar 18.640 mil per jam (30.000 kilometer per jam). Molekul organik yang sedemikian besar hanya dapat diciptakan oleh proses kimia yang rumit, termasuk kehidupan atau aktivitas hidrotermal.
Penemuan organik yang rumit semacam itu sangat mengasyikkan, terutama ketika mereka ditemukan berasal dari lautan air yang hangat. Organisme seperti ini dapat dibentuk secara abiotik, tanpa kehidupan, atau bisa juga merupakan peninggalan organisme itu sendiri. Dalam kasus Enceladus, kami belum tahu yang mana, atau keduanya, tetapi itu menggoda. Ada juga bukti dari Cassini untuk ventilasi panas bumi aktif di dasar samudera, seperti yang ada di Bumi. Di sini, ventilasi seperti itu dipenuhi dengan berbagai organisme kecil. Mungkinkah hal yang sama berlaku untuk Enceladus? Misi Cassini sendiri mungkin sudah berakhir sekarang, tetapi sains terus berlanjut, sebagaimana dicatat oleh Glein:
Bahkan setelah itu berakhir, pesawat ruang angkasa Cassini terus mengajarkan kita tentang potensi Enceladus untuk memajukan bidang astrobiologi di dunia lautan. Makalah ini menunjukkan nilai kerja tim dalam ilmu planet. Tim INMS dan CDA berkolaborasi untuk mencapai pemahaman yang lebih dalam tentang kimia organik samudera bawah permukaan Enceladus daripada yang dimungkinkan hanya dengan satu set data.
Hidrogen molekuler yang sebelumnya terdeteksi di bulu adalah petunjuk penting lainnya, karena diduga terbentuk oleh interaksi geokimia antara air dan batuan di lingkungan hidrotermal. Menurut Dr. Hunter Waite dari SwRI, peneliti utama INMS dan penulis pendamping dari makalah baru ini:
Hidrogen menyediakan sumber mikroba pendukung energi kimia yang hidup di lautan Bumi dekat lubang hidrotermal. Setelah Anda mengidentifikasi sumber makanan potensial untuk mikroba, pertanyaan berikutnya adalah "apa sifat organik kompleks di lautan?" Makalah ini mewakili langkah pertama dalam pemahaman itu - kompleksitas dalam kimia organik di luar harapan kita!
Pandangan global tentang Enceladus. Gambar melalui NASA / JPL / Space Science Institute.
Hasilnya juga menunjukkan "film" kaya organik tipis di atas lautan. Gelembung gas, naik ke atas melalui puluhan mil air laut, bisa memunculkan bahan organik di mana mereka membentuk film tipis yang mengambang di permukaan laut tepat di bawah cangkang es luar. Dari abstrak:
Di sini kami melaporkan pengamatan butiran es yang dipancarkan yang mengandung bahan organik makromolekul terkonsentrasi dan kompleks dengan massa molekul di atas 200 unit massa atom. Data membatasi struktur makromolekul organik yang terdeteksi dalam butiran es dan menyarankan keberadaan film kaya organik tipis di atas permukaan air samudera, di mana inti nukleasi organik yang dihasilkan oleh semburan gelembung memungkinkan penyelidikan inventaris organik Enceladus. dalam konsentrasi yang ditingkatkan.
Tidak hanya temuan-temuan ini menarik dalam diri mereka sendiri, tetapi mereka juga memiliki implikasi untuk eksplorasi Enceladus di masa depan, dan konsep misi pengembalian sekarang ada di papan gambar. Sebagaimana dicatat oleh Glein:
Temuan makalah ini juga memiliki arti penting bagi generasi eksplorasi selanjutnya. Sebuah pesawat ruang angkasa masa depan dapat terbang melalui gumpalan Enceladus, dan menganalisis molekul organik kompleks tersebut menggunakan spektrometer massa resolusi tinggi untuk membantu kami menentukan bagaimana mereka dibuat. Kita harus berhati-hati, tetapi menarik untuk merenungkan bahwa temuan ini menunjukkan bahwa sintesis biologis molekul organik pada Enceladus adalah mungkin.
Diagram yang menggambarkan interior Enceladus. Air dari laut di bawah, bersama dengan organik, membuat jalan ke permukaan melalui retakan di lapisan es luar. Gambar melalui NASA / JPL-Caltech / Lembaga Ilmu Luar Angkasa / LPG-CNRS / Nantes-Angers / ESA.
Intinya: Terima kasih kepada Cassini, Enceladus telah lama dianggap sebagai salah satu tempat terbaik di tata surya untuk mencari bukti kehidupan alien. Apakah ada yang berenang di laut yang hangat tapi gelap itu? Mungkin, dan penemuan baru ini tentang organik kompleks memperkuat kemungkinan. Bahkan jika hanya sesuatu seperti bakteri, menemukan kehidupan di lautan Enceladus akan menjadi salah satu penemuan paling menarik dalam sejarah.
Sumber: Senyawa organik makromolekul dari kedalaman Enceladus
Melalui SwRI dan ESA