Tag: Enceladus

Pierwiastek krytyczny dla życia (ziemskiego) wydobywa się z Enceladusa

Radosław B. AMBROŻY

Naprawdę musimy wrócić do Enceladusa. Niekoniecznie wysyłać ludzi, chociaż byłoby miło. Ale musimy mieć więcej misji robotycznych tam. Ten księżyc jest jednym z najbardziej intrygujących miejsc w Układzie Słonecznym. Nie tylko ma oceany pod lodowatą skorupą, ale wyrzuca słoną wodę w kosmos. Dodatkowo, ta woda wydaje się być bogata w fosforany, które zawierają fosfor, który jest budulcem życia.

To właśnie odkrył zespół z Southwest Research Institute kierowany przez Christophera Gleina, analizując dane z późnej misji Cassini. Spędził 13 lat badając system Saturna i umożliwił odkrycie podpowierzchniowych oceanów tego księżyca.

Odkryliśmy stężenia fosforanów co najmniej 100 razy wyższe w tworzących pióropusze wodach oceanicznych Księżyca niż w oceanach Ziemi. Wykorzystanie modelu do przewidywania obecności fosforanu to jedno, ale znalezienie dowodów na fosforan jest niezwykle ekscytujące. To oszałamiający wynik dla astrobiologii i duży krok naprzód w poszukiwaniu życia poza Ziemią.powiedział Glein.

Glein zauważył, że on i jego zespół wykorzystali modelowanie geochemiczne do przewidywania obfitych ilości fosforu w oceanie Enceladean.

Teraz znaleźliśmy obfity fosfor w próbkach lodu pióropuszowego rozpylanych z podpowierzchniowego oceanu.powiedział.

Cassini, fosfor i życie
Poszukiwanie wody jest ważne w polowaniu na życie – i warunki nadające się do zamieszkania – na innych światach. Istnienie podpowierzchniowych oceanów w wielu lokalizacjach Układu Słonecznego wskazuje, że światy nadające się do zamieszkania mogą istnieć poza “strefą Złotowłosej”, w której leży Ziemia, według Gleina.

Eksperymenty geochemiczne i modelowanie pokazują, że tak wysokie stężenia fosforanów wynikają ze zwiększonej rozpuszczalności w minerałach fosforanowych w Enceladusie i prawdopodobnie innych lodowych światach oceanicznych w Układzie Słonecznym poza Jowiszem.powiedział.

Dzięki temu odkryciu ocean Enceladusa jest obecnie znany z tego, co jest powszechnie uważane za najsurowsze zapotrzebowanie na życie. Następny krok jest jasny: musimy wrócić do Enceladusa, aby sprawdzić, czy ocean nadający się do zamieszkania jest rzeczywiście zamieszkany.

Soda lub alkaliczny ocean wewnątrz Enceladusa może oddziaływać geochemicznie ze skalistym rdzeniem. Modele i eksperymenty wskazują, że sprzyja to rozpuszczaniu minerałów fosforanowych, dzięki czemu fosforan jest łatwo dostępny dla potencjalnego życia w oceanie. Odkrycie fosforanów przez sondę Cassini silnie wspiera paradygmat, że ocean Enceladusa nadaje się do zamieszkania. Dzięki uprzejmości SwRI

Odkrycie pochodzi z lotów sondy Cassini przez pióropusze emanujące z Enceladusa. Wydają się być bogate w cząsteczki organiczne i inne materiały. Dalsza analiza bogatych w sól ziaren lodu w pióropuszach wykazała obecność fosforanów sodu (forma soli, która łączy fosfor z sodem. Fosfor jest ogromną częścią życia na Ziemi. DNA i RNA nie istniałyby bez niego. Pierwiastek istnieje w cząsteczkach przenoszących życie, błonach komórkowych, kościach i zębach. Występuje w wielu obszarach życia, od ludzi po plankton, a bez niego życie nie byłoby tutaj.

Rozszerzenie “Strefy życia”
To właśnie sprawia, że znalezienie go na Enceladusie jest tak niesamowite. Chociaż nic nie wskazuje na to, że istnieje tam życie, jest to ważne odkrycie w poszukiwaniu warunków nadających się do zamieszkania poza Ziemią.

Odkryliśmy stężenia fosforanów co najmniej 100 razy wyższe w tworzących pióropusze wodach oceanicznych Księżyca niż w oceanach Ziemi. Wykorzystanie modelu do przewidywania obecności fosforanu to jedno, ale znalezienie dowodów na fosforan jest niezwykle ekscytujące. To oszałamiający wynik dla astrobiologii i duży krok naprzód w poszukiwaniu życia poza Ziemią.powiedział Glein.

Oczywiście jesteśmy bardziej zaznajomieni z ideą światów podobnych do Ziemi, które mają powierzchniowe oceany. Aby ta woda powierzchniowa mogła istnieć, planeta musi znajdować się w dość wąskim zakresie temperatur w stosunku do swojej gwiazdy. Natomiast miejsca z podpowierzchniowymi oceanami mogą być prawie wszędzie. Jeśli tak, to liczba światów nadających się do zamieszkania w galaktyce może być znacznie, znacznie większa.

Czy wrócimy do Enceladusa?
Biorąc pod uwagę to i inne odkrycia na Enceladusie, wygląda na kuszące miejsce na misję “rewizyty”. W tej chwili nie ma żadnych misji w drodze do tego odległego lodowego świata. Jest jednak ciekawy na deskach kreślarskich w NASA. nazywa się “Orbilander” i jeśli zostanie sfinansowany, zbudowany i wysłany, pojawi się pod koniec lat 2030.

Artystyczna wizja konceptualnego statku kosmicznego Enceladus Orbilander na powierzchni Enceladusa. Źródło: Johns Hopkins APL

Chodzi o to, aby kontynuować wszystkie niesamowite badania naukowe wykonane przez Cassini. Po pierwsze, krążyłby wokół Księżyca, szukając miejsca do lądowania. Następnie wyniósłby zestaw instrumentów na powierzchnię w celu dalszych badań. Oczywiście pióropusze byłyby doskonałym miejscem do badań. Nie tylko ich lodowe kryształy dostarczą więcej wskazówek do wnętrza, ale “geologiczne” ramy dla tych pióropuszy muszą zostać zbadane.

Oczywiście każdy taki lądownik powinien być przygotowany do szukania oznak życia, przeszłych lub obecnych. Pierwszym testem byłoby sprawdzenie, czy te wody podpowierzchniowe nadają się do zamieszkania. Oznacza to badanie temperatury, ładunku składników odżywczych, zasolenia i innych czynników, które wpływają na istnienie życia. Do tego czasu naukowcy nadal szczegółowo badają dostępne dane z sondy Cassini. To, co znajdą, pomoże opracować instrumenty, które NASA lub jakakolwiek inna agencja kosmiczna wyśle do Enceladusa.

Webb obserwuje zaskakująco duży pióropusz pary wodnej wyrzucany z księżyca Saturna, Enceladusa

Radosław B. AMBROŻY

Enceladus – maleńki, lodowaty księżyc Saturna – jest jednym z najbardziej intrygujących obiektów w poszukiwaniu oznak życia poza naszą planetą.

Pod skorupą lodu leży globalny ocean słonej wody. Dżety, dostarczane przez ten ocean, tryskają z powierzchni Księżyca i zasilają cały system Saturna. Długo oczekiwane pierwsze spojrzenie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba na ten oceaniczny świat już ujawnia oszałamiające nowe szczegóły dotyczące Księżyca – w tym pióropusz pary wodnej, który wyrzuca ponad 20 razy większy od samego Księżyca.

Pióropusz pary wodnej z księżyca Saturna Enceladusa rozciągający się na ponad 10 000 kilometrów – został wykryty przez naukowców za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Nie tylko po raz pierwszy taka emisja wody została zaobserwowana na tak dużej odległości, ale Webb po raz pierwszy daje naukowcom bezpośredni wgląd w to, jak ta emisja zasila zaopatrzenie w wodę dla całego systemu Saturna i jego pierścieni.

Enceladus, oceaniczny świat o wielkości około czterech procent Ziemi, o średnicy zaledwie 500 km, jest jednym z najbardziej ekscytujących celów naukowych w naszym Układzie Słonecznym w poszukiwaniu życia poza Ziemią. Pomiędzy lodową zewnętrzną skorupą księżyca a jego skalistym jądrem znajduje się globalny rezerwuar słonej wody. Wulkany podobne do gejzerów wyrzucają strumienie cząstek lodu, pary wodnej i organicznych chemikaliów ze szczelin na powierzchni księżyca, nieformalnie zwanych “tygrysimi paskami”.

Wcześniej obserwatoria miały Mapowane odrzutowce setki mil z powierzchni księżyca, ale wyjątkowa wrażliwość Webba ujawnia nową historię.

Kiedy patrzyłem na dane, na początku myślałem, że muszę się mylić. To było tak szokujące, aby wykryć pióropusz wody ponad 20 razy większy od księżyca. Pióropusz wody rozciąga się daleko poza obszar uwalniania na biegunie południowym.powiedział główny autor Geronimo Villanueva z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland.

Długość pióropusza nie była jedyną cechą, która zaintrygowała badaczy. Szybkość, z jaką para wodna tryska, około 300 litrów na sekundę, jest również szczególnie imponująca. W tym tempie możesz napełnić basen olimpijski w ciągu zaledwie kilku godzin. Dla porównania, zrobienie tego z wężem ogrodowym na Ziemi zajęłoby ponad 2 tygodnie.

Orbiter Cassini spędził ponad dekadę badając system Saturna i nie tylko po raz pierwszy sfotografował pióropusze Enceladusa, ale przeleciał przez nie i pobrał próbki z tego, z czego są zbudowane. Podczas gdy pozycja Cassini w systemie Saturna dostarczyła bezcennych informacji o tym odległym księżycu, unikalny widok Webba z punktu Lagrange’a wraz z niezwykłą czułością jego Integral Field Unit na pokładzie instrumentu NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), oferuje nowy kontekst.

Orbita Enceladusa wokół Saturna jest stosunkowo szybka, zaledwie 33 godziny. Gdy krąży wokół Saturna, księżyc i jego dżety w zasadzie wypluwają wodę, pozostawiając po sobie halo, prawie jak pączek. W obserwacjach Webba nie tylko pióropusz był ogromny, ale po prostu woda była absolutnie wszędzie.powiedział Villanueva.

Ten rozmyty pączek wody, który pojawił się “wszędzie”, opisany jako torus, znajduje się w tym samym miejscu z najbardziej zewnętrznym i najszerszym pierścieniem Saturna – gęstym “pierścieniem E”.

Obserwacje Webba bezpośrednio pokazują, w jaki sposób pióropusze pary wodnej księżyca zasilają torus. Analizując dane Webba, astronomowie ustalili, że około 30 procent wody pozostaje w tym torusie, a pozostałe 70 procent ucieka, aby zasilić resztę saturniańskiego systemu wody.

W nadchodzących latach Webb będzie służył jako główne narzędzie obserwacyjne dla oceanicznego księżyca Enceladusa, a odkrycia Webba pomogą w przyszłych misjach satelitarnych Układu Słonecznego, które będą miały na celu zbadanie głębokości podpowierzchniowego oceanu, grubości skorupy lodowej i nie tylko.

W tej chwili Webb zapewnia unikalny sposób bezpośredniego mierzenia, w jaki sposób woda ewoluuje i zmienia się w czasie w ogromnym pióropuszu Enceladusa, a jak widzimy tutaj, dokonamy nawet nowych odkryć i dowiemy się więcej o składzie leżącego pod spodem oceanu. Ze względu na zasięg i wrażliwość Webba oraz to, czego nauczyliśmy się z poprzednich misji, mamy przed sobą zupełnie nowe okno możliwości.dodała współautorka Stefanie Milam z NASA Goddard.

Obserwacje Enceladusa przez Webba zostały zakończone w ramach programu Gwarantowanej Obserwacji Czasu (GTO) 1250. Początkowy cel Ten program jest zademonstrowanie możliwości Webba w określonej dziedzinie nauki i przygotowanie gruntu pod przyszłe badania.

Ten program był zasadniczo dowodem koncepcji po wielu latach rozwoju obserwatorium i to po prostu ekscytujące, że cała ta nauka wyszła już z dość krótkiego czasu obserwacji.powiedziała Heidi Hammel ze Stowarzyszenia Uniwersytetów na rzecz Badań w Astronomii, interdyscyplinarny naukowiec Webb i lider programu GTO.