Oceaanmanen: hoe kan leven ontdekt worden?
Zijn er buitenaardse levensvormen onder het ijs van Enceladus of Europa? De onderzoekers melden dat het beantwoorden van deze vraag wellicht eenvoudiger is dan eerder werd gedacht. Uit hun experimenten blijkt dat de sondes sporen van potentieel leven kunnen detecteren in individuele ijsdeeltjes die de ijzige manen uit hun vloeibare binnenste verdrijven. Wetenschappers zeggen dat de technische uitrusting van de geplande missies al goede mogelijkheden zou kunnen bieden voor astrobologisch onderzoek naar mysterieuze ijsmanen.
Ze worden beschouwd als veelbelovende kandidaten in de zoektocht naar buitenaards leven in ons zonnestelsel: Saturnusmaan Enceladus en Jupiters maan Europa lijken op het eerste gezicht dode ijsballen. Maar verschillende onderzoeken hebben nu aangetoond dat er binnenin mogelijk potentiële habitats zijn. Dienovereenkomstig verbergen oceanen van vloeibaar zout water zich onder de dikke ijskappen van de manen. Ze worden verwarmd door de zwaartekrachteffecten van Saturnus en Jupiter. Gezien de evolutie van het leven op aarde lijkt het mogelijk dat organismen ook in deze subglaciale oceanen voorkomen. Maar kunt u verduidelijken of dit het geval is?
IJzige fonteinen aan de horizon
Het onderzoeken van materiaal dat vanuit scheuren in het maanijs de ruimte in wordt geworpen, zou hiervoor mogelijkheden kunnen bieden. Een deel van dit water is bevroren water dat uit het vloeibare binnenste komt en door thermodynamische processen naar buiten wordt geduwd. Er is al bewijs voor dergelijke fonteinen van waterijs in de buurt van Europa, en in het geval van Enceladus is dat al bewezen: NASA's Cassini-missie, die in 2017 de maan van Saturnus bezocht, ontdekte ongeveer evenwijdige scheuren op het oppervlak. Van daaruit stromen gassen en ijsdeeltjes vanuit de vloeibare diepten van de maan de ruimte in. De ‘Cosmic Dust Analyzer’ van de Cassini-sonde heeft in dit materiaal al bepaalde mineralen kunnen detecteren die belangrijk lijken te zijn voor het ontstaan van leven.
De volgende geplande missie richt zich nu op Europa: NASA's ruimtesonde “Europa Clipper” zal naar verwachting in oktober 2024 in het Jupiter-systeem worden gelanceerd en vervolgens langs Europa vliegen. Aan boord zal de SUrface Dust Analyzer zijn, die betere analytische mogelijkheden heeft dan eerder gebruikte tools. Dit concept is gebaseerd op massaspectrometrietests van opgevangen ijsdeeltjes. Onderzoekers onder leiding van Fabian Kleiner van de Universiteit van Washington hebben experimenteel het potentieel onderzocht dat de technologie al heeft voor het detecteren van leven.
Om te simuleren hoe de sonde gevangen ijsdeeltjes zou analyseren, hebben wetenschappers ze eerst experimenteel nagebootst. Om dit te doen, werd een dunne straal water in een vacuümkamer geïnjecteerd. Het valt uiteen in kleine druppeltjes die deeltjes vormen die overeenkomen met deeltjes die zijn opgevangen tijdens sondemissies. De onderzoekers schoten ze vervolgens neer met een laser. De geladen deeltjes werden vervolgens in een massaspectrometer in het laboratorium onderzocht.
Als model voor een levensvorm die mogelijk voorkomt in de wateren van ijskoude manen, koos het team een bacterie die voorkomt in de wateren van Alaska: Sphingopyxis alaskensis, die bijzonder klein is, leeft in een ijskoude omgeving en overleeft met weinig voedingsstoffen. Onderzoekers zeggen dat dergelijke microben theoretisch zouden kunnen voorkomen op ijzige manen. Tijdens de experimenten werden moleculen gevormd en onderzocht die bacteriën bevatten of eenvoudigweg componenten van hun cellen.
Mogelijkheid tot bewijs van leven
Zoals het team rapporteerde, tonen hun analyses aan dat instrumenten die bedoeld zijn voor toekomstige ruimtesondes effectief stoffen kunnen detecteren die typisch zijn voor het leven, zoals sommige vetzuren. De onderzoekers ontdekten dat zelfs als slechts één procent van de componenten van een cel zich in een ijskorrel met een diameter van 15 micrometer bevindt, het mogelijk is om bacteriële kenmerken in de analysegegevens te detecteren. “We hebben de mogelijkheid kunnen documenteren om bacterieel celmateriaal te detecteren met behulp van een massaspectrometer aan boord van een ruimtesonde. “Het zou dus mogelijk kunnen zijn om kleine levensvormen op ijzige manen te detecteren die lijken op de levensvormen die we van de aarde kennen”, zegt Kleiner. concludeert Vrije Universiteit van Berlijn: “Met hulpmiddelen zoals de SUrface Dust Analyzer op NASA's Europa Clipper-ruimtevaartuig, kan het vinden van leven of de sporen ervan op ijzige manen gemakkelijker zijn dan eerder werd gedacht.”
De onderzoekers laten ook een mogelijk mechanisme zien voor de manier waarop sporen van leven het materiaal van de fonteinen kunnen bereiken: mogelijke microben kunnen een dunne laag vormen in gebieden met scheuren die aan het oppervlak zijn bevestigd. Daar kan het drukverschil ten opzichte van het vacuüm in de ruimte ervoor zorgen dat koud water kookt, waardoor bellen met daarin de lading opstijgen. “Dit is een plausibel scenario voor hoe bacteriën vast kunnen komen te zitten in ijsdeeltjes die ontstaan uit vloeibaar water op Enceladus of Europa, en vervolgens de ruimte in kunnen worden geslingerd”, zegt Kleiner.
Bron: Universiteit van Washington Gespecialiseerd artikel: Wetenschapsvooruitgang, doi: 10.1126/sciadv.adl0849
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”