Използвайки данни от космическия кораб на НАСА, „Касини“, учени от Югозападния изследователски институт (SwRI) са моделирали химични процеси в подземния океан на луната на Сатурн Енцелад.
Изследванията показват възможността разнообразното метаболитно меню да поддържа потенциално разнообразна микробна общност в океана с течни води под ледената фасада на луната.
Преди да престане да действа през септември 2017 г., Касини взе проби от ледените зърна и водните пари, изригващи от пукнатини на ледената повърхност на Енцелад, откривайки молекулен водород, потенциален източник на храна за микробите.
Нова статия, публикувана в планетарното научно списание Icarus, изследва други потенциални енергийни източници.
„Откриването на молекулярен водород (H2) в шлейфа показа, че в океана на Енцелад има свободна енергия“, казва водещият автор Кристин Рей от SwRI.
„На Земята аеробни или кислородни дишащи същества консумират енергия в органични вещества като глюкоза и кислород, за да създадат въглероден диоксид и вода. Анаеробните микроби могат да метаболизират водорода, за да създадат метан. Целият живот може да бъде дестилиран до подобни химични реакции, свързани с неравновесие между окислителни и редукционни съединения. „
Това неравновесие създава потенциален енергиен градиент, където окислително-редукционната химия прехвърля електрони между химичните видове, най-често с един вид, подложен на окисление, докато друг вид претърпява редукция.
Тези процеси са жизненоважни за много основни функции на живота, включително фотосинтезата и дишането. Например, водородът е източник на химическа енергия, поддържащ анаеробни микроби, които живеят в океаните на Земята близо до хидротермални отвори.
В океанското дъно на Земята хидротермалните отвори излъчват горещи, богати на енергия, натоварени с минерали течности, които позволяват на уникалните екосистеми, пълни с необичайни същества, да процъфтяват.
Предишни изследвания откриват все повече доказателства за хидротермални отвори и химическо неравновесие на Енцелад, което загатва за обитаеми условия в неговия подземен океан.
„Чудехме се дали други видове метаболитни пътища също могат да осигурят източници на енергия в океана на Енцелад“, каза Рей. „Тъй като това би изисквало различен набор от окислители, които все още не сме открили на Енцелад, направихме химическо моделиране, за да определим дали условията в океана и скалистото ядро могат да поддържат тези химични процеси.“
Например, авторите разглеждат как йонизиращото лъчение от космоса може да създаде оксидантите O2 и H2O2 и как абиотичната геохимия в океана и скалистото ядро може да допринесе за химични неравновесия, които могат да подпомогнат метаболитните процеси.
Екипът обмисли дали тези окислители могат да се натрупват с течение на времето, ако редуцентите не присъстват в значителни количества. Те също така обмислят как водните редуктори или минералите на морското дъно могат да превърнат тези окислители в сулфати и железни оксиди.
„Сравнихме нашите оценки за безплатна енергия с екосистемите на Земята и установихме, че като цяло нашите стойности както за аеробни, така и за анаеробни метаболизми отговарят или надвишават минималните изисквания“, каза Рей.
„Тези резултати показват, че производството на оксиданти и химията на окислението могат да допринесат за поддържането на възможен живот и метаболитно разнообразна микробна общност на Енцелад.“
„След като вече идентифицирахме потенциални източници на храна за микробите, следващият въпрос, който трябва да зададем, е„ каква е природата на сложните органични вещества, които излизат от океана? “, казва директорът на програмата SwRI д-р Хънтър Уейт в нова статия.
„Тази нова статия е поредната стъпка в разбирането как една малка луна може да поддържа живота по начини, които напълно надхвърлят нашите очаквания!“ Констатациите на статията също имат голямо значение за следващото поколение проучвания.
„Бъдещ космически кораб може да лети през шлейфа на Енцелад, за да тества прогнозите направени в нашето изследване за изобилието от окислени съединения в океана на Енцелад“, казва старши изследователят от SwRI д-р Кристофър Глейн, друг съавтор.
„Трябва да бъдем предпазливи, но ми се струва вълнуващо да се замислим дали може да има странни форми на живот, които да се възползват от тези източници на енергия, които изглеждат от основно значение за Енцелад.“
