De ondergrondse oceaan van Saturnusmaan Enceladus heeft waarschijnlijk hogere dan eerder bekende concentraties van kooldioxide en waterstof en een meer aardse pH-waarde, eventueel voorwaarden scheppen die gunstig zijn voor het leven, volgens nieuw onderzoek van planetaire wetenschappers aan de Universiteit van Washington.

De aanwezigheid van zulke hoge concentraties zou brandstof kunnen opleveren - een soort chemische "gratis lunch" - voor levende microben, zei hoofdonderzoeker Lucas Fifer, een UW-promovendus in aard- en ruimtewetenschappen. Of, het zou kunnen betekenen "dat er bijna niemand in de buurt is om het op te eten."

De nieuwe informatie over de samenstelling van de oceaan van Enceladus geeft planetaire wetenschappers een beter begrip van het vermogen van de oceaanwereld om leven te herbergen. zei Fiffer.

Enceladus is een kleine maan, een oceaanwereld van ongeveer 500 kilometer breed. De zoute ondergrondse oceaan is interessant vanwege de gelijkenis in pH, zoutgehalte en temperatuur naar de oceanen van de aarde. Pluimen van waterdamp en ijsdeeltjes - gespot en bestudeerd door het Cassini-ruimtevaartuig - die honderden mijlen de ruimte in uitbarsten vanuit de oceaan door scheuren in het met ijs omhulde oppervlak van Enceladus, bieden een verleidelijke blik op wat de ondergrondse oceaan van de maan zou kunnen bevatten.

Maar Fifer en collega's ontdekten dat de pluimen chemisch niet hetzelfde zijn als de oceaan waaruit ze met 800 mijl per uur uitbarsten; het uitbarstingsproces zelf verandert hun samenstelling. Hij werkt samen met ESS-faculteitsleden David Catling en Jonathan Toner. Zij presenteren hun werk op 24 juni op de astrobiologieconferentie AbSciCon2019 in Bellevue.

Fifer en collega's zeggen dat de pluimen een "onvolmaakt venster" bieden op de samenstelling van Enceladus' wereldwijde ondergrondse oceaan en dat de pluimsamenstelling en oceaansamenstelling veel kunnen verschillen. Dat, zij vinden, is te wijten aan pluimfractionering, of de scheiding van gassen, die bij voorkeur sommige componenten van de pluim laat uitbarsten terwijl andere achterblijven.

Dit in gedachten, het team keerde terug naar gegevens van de Cassini-missie met een computersimulatie die rekening houdt met de effecten van fractionering, om een ​​duidelijker beeld te krijgen van de samenstelling van de binnenoceaan van Enceladus. Ze vonden "aanzienlijke verschillen" tussen de pluim van Enceladus en de oceaanchemie. eerdere interpretaties, ze vonden, de aanwezigheid van waterstof onderschatten, methaan en koolstofdioxide in de oceaan.

"Het is beter om hoge gasconcentraties te vinden dan helemaal geen, " zei Fifer. "Het lijkt onwaarschijnlijk dat het leven zou evolueren om deze chemische vrije lunch te consumeren als de gassen niet overvloedig aanwezig waren in de oceaan."

Die hoge niveaus van koolstofdioxide impliceren ook een lagere en meer aardse pH-waarde in de oceaan van Enceladus dan eerdere studies hebben aangetoond. Dit is een goed voorteken voor mogelijk leven, te, zei Fiffer.

"Hoewel er uitzonderingen zijn, het meeste leven op aarde functioneert het best in of in water met een bijna neutrale pH, dus vergelijkbare omstandigheden op Enceladus kunnen bemoedigend zijn, "zei hij. "En ze maken het veel gemakkelijker om deze vreemde oceaanwereld te vergelijken met een omgeving die meer vertrouwd is."

Er kunnen ook hoge concentraties ammonium zijn, wat ook een potentiële brandstof voor het leven is. En hoewel de hoge concentraties gassen kunnen wijzen op een gebrek aan levende organismen om alles te consumeren, Fifer zei, dat betekent niet noodzakelijk dat Enceladus geen leven meer heeft. Het kan betekenen dat microben gewoon niet overvloedig genoeg zijn om alle beschikbare chemische energie te verbruiken.

Met de gasconcentraties kunnen de onderzoekers een bovengrens bepalen voor bepaalde soorten mogelijk leven in de ijskoude oceaan van Enceladus.

Met andere woorden, hij zei:"Aangezien er zoveel gratis lunch beschikbaar is, wat is de grootste hoeveelheid die het leven zou kunnen eten om nog steeds de hoeveelheid achter te laten die we zien? Hoeveel leven zou dat ondersteunen?"

Met dank aan Cassini, hij zei, we weten over de oceaan van Enceladus en de soorten gassen, zouten en organische verbindingen die daar aanwezig zijn. Bestuderen hoe de samenstelling van de pluim verandert, kan ons nog meer leren over deze oceaan en alles erin.

"Toekomstige ruimtevaartuigmissies zullen de pluimen bemonsteren op zoek naar tekenen van leven, waarvan vele alleen worden beïnvloed door het uitbarstingsproces, ' zei Fifer. 'Dus, het begrijpen van het verschil tussen de oceaan en de pluim nu zal een enorme hulp zijn op de weg."