Wetenschappers van het Southwest Research Institute (SwRI) hebben waterstofgas ontdekt in de pluim van materiaal dat losbarst vanaf Saturnusmaan Enceladus. Analyse van gegevens van NASA's Cassini-ruimtevaartuig geeft aan dat waterstof het best kan worden verklaard door chemische reacties tussen de rotsachtige kern van de maan en warm water uit de ondergrondse oceaan. De ontdekking van het door SwRI geleide team suggereert dat de oceaanbodem van Enceladus functies kan bevatten die analoog zijn aan hydrothermale ventilatieopeningen op aarde, waarvan bekend is dat ze leven op de zeebodem ondersteunen.

"Waterstof is een bron van chemische energie voor microben die in de oceanen van de aarde leven in de buurt van hydrothermale bronnen, " zei Dr. Hunter Waite van SwRI, hoofdonderzoeker van Cassini's Ion Neutral Mass Spectrometer (INMS). "Onze resultaten geven aan dat dezelfde chemische energiebron aanwezig is in de oceaan van Enceladus. We hebben geen bewijs gevonden voor de aanwezigheid van microbieel leven in de oceaan van Enceladus, maar de ontdekking van waterstofgas en het bewijs voor aanhoudende hydrothermische activiteit bieden een verleidelijke suggestie dat bewoonbare omstandigheden zouden kunnen bestaan ​​​​onder de ijzige korst van de maan."

Waite is de hoofdauteur van "Cassini Finds Molecular Hydrogen in the Enceladus Plume:Evidence for Hydrothermal Processes, " gepubliceerd in de 14 april, 2017, uitgave van het tijdschrift Wetenschap .

Lees ook: NASA-missies bieden nieuwe inzichten in 'oceaanwerelden' in ons zonnestelsel

Op de oceaanbodem van de aarde, hydrothermale ventilatieopeningen geven hete, mineraal beladen vloeistof, waardoor unieke ecosystemen vol met ongewone wezens kunnen gedijen. Microben die met mineralen beladen vloeistof omzetten in metabolische energie maken deze ecosystemen mogelijk.

"De hoeveelheid moleculaire waterstof die we hebben gedetecteerd, is hoog genoeg om microben te ondersteunen die vergelijkbaar zijn met die in de buurt van hydrothermale ventilatieopeningen op aarde, " zei Dr. Christopher Glein van SwRI, een co-auteur van het papier en een pionier op het gebied van buitenaardse chemische oceanografie. "Als soortgelijke organismen aanwezig zijn in Enceladus, ze kunnen de waterstof 'verbranden' om energie te verkrijgen voor chemosynthese, die mogelijk zou kunnen dienen als basis voor een groter ecosysteem."

Tijdens Cassini's korte vlucht langs Enceladus op 28 oktober, 2015, INMS detecteerde moleculaire waterstof terwijl het ruimtevaartuig door de pluim van gas en ijskorrels vloog die uit scheuren op het oppervlak spuwden. Eerdere flybys leverden bewijs voor een wereldwijde ondergrondse oceaan die zich boven een rotsachtige kern bevond. Moleculaire waterstof in de pluimen zou kunnen dienen als marker voor hydrothermische processen, die de chemische energie zou kunnen leveren die nodig is om het leven te ondersteunen. Om te zoeken naar waterstof die specifiek afkomstig is uit Enceladus, het ruimtevaartuig vloog bijzonder dicht bij het oppervlak en bediende INMS in een specifieke modus om valse bronnen te minimaliseren en te kwantificeren.

"We hebben nieuwe operatiemethoden ontwikkeld voor INMS voor Cassini's laatste vlucht door de pluim van Enceladus, " zei Rebecca Perryman van SwRI, de technische leiding van INMS operations. "We hebben uitgebreide simulaties uitgevoerd, data-analyses, en laboratoriumtests om achtergrondbronnen van waterstof te identificeren, waardoor we konden kwantificeren hoeveel moleculaire waterstof werkelijk afkomstig was van Enceladus zelf."

Wetenschappers hebben ook andere bronnen van waterstof van de maan zelf overwogen, zoals een reeds bestaand reservoir in de ijsschelp of de mondiale oceaan. Analyse wees uit dat het onwaarschijnlijk was dat de waargenomen waterstof werd verkregen tijdens de vorming van Enceladus of van andere processen op het oppervlak van de maan of in het binnenste.

"Alles wijst erop dat de waterstof afkomstig is uit de rotsachtige kern van de maan, " zei Waite. "We hebben verschillende manieren overwogen om waterstof uit het gesteente te lekken en ontdekten dat de meest plausibele bron de voortdurende hydrothermische reacties zijn van gesteente dat minder mineralen en organische materialen bevat."