Pytanie o istnienie życia we wszechświecie intuicyjnie kieruje nasz wzrok w stronę odległych gwiazd, wokół których mogą krążyć planety, na których mogłoby istnieć życie zarówno podobne do naszego, jak i zupełnie inne. Takich gwiazd jest we wszechświecie pod dostatkiem. W samej Drodze Mlecznej jest od 200 do 400 miliardów gwiazd, przy czym takich galaktyk jak Droga Mleczna też jest kilkaset miliardów. Być może jednak w poszukiwaniu życia nie powinniśmy sięgać aż tak daleko. Wszystko wskazuje, że tuż pod naszym nosem, w otoczeniu Saturna znajduje się glob, w którym naprawdę może istnieć życie, choć zapewne byłoby one zupełnie inne niż na Ziemi. Mowa oczywiście o Enceladusie, w którego wnętrzu znajduje się ocean ciekłej wody. Najnowsze dane wskazują na to, że zawiera on zarówno źródło wody, energii, jak i materii organicznej — najważniejszych trzech komponentów do powstania życia.
W trakcie swojej wieloletniej misji w otoczeniu Saturna legendarna już sonda Cassini wielokrotnie obserwowała pióropusze lodu wyrzucane z powierzchni Enceladusa z prędkością 400 m/s. Owe pióropusze stanowią doskonałą okazję do pobrania próbek i zbadania składu fizykochemicznego wody wypełniającej podpowierzchniowy ocean Enceladusa, a tym samym oszacowania, czy w tymże oceanie istnieją warunki sprzyjające powstaniu życia. Z drugiej strony naukowcy zastanawiają się od dłuższego czasu, czy prędkość drobin lodu w tych pióropuszach nie sprzyja fragmentacji związków organicznych, a tym samym istotnej degradacji próbek.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego przedstawili właśnie jednoznaczne dowody laboratoryjne, że aminokwasy transportowane w tych obłokach lodu mogą przetrwać uderzenia z prędkością do 4,2 km/s, co potwierdza ich wykrycie podczas pobierania próbek przez sondę Cassini. Wyniki badań zostały właśnie opublikowane w periodyku naukowym The Proceedings of the National Academy of Sciences.
Począwszy od 2012 roku Robert Continetti, profesor chemii i biochemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego i jego współpracownicy budują unikalny spektrometr uderzeniowy dla aerozoli przeznaczony do badania dynamiki zderzeń pojedynczych aerozoli i cząstek przy dużych prędkościach. Choć pierwotnie instrument ten nie był budowany z myślą o uderzeniach ziaren lodu, okazało się, że nadaje się do tego idealnie. Według twórców urządzenie to może wybierać pojedyncze cząstki i przyspieszać lub spowalniać je do wybranych prędkości końcowych. Naukowcy są w stanie zbadać zachowanie cząstek o rozmiarach od kilku mikronów do kilkuset nanometrów oraz ustalić ewentualną zmianę ich struktury pod wpływem uderzenia.
Subskrybuj i obserwuj wszystkie aktualności na swoim ulubionym komunikatorze
WhatsApp – kliknij tu
Messenger – kliknij tu
Telegram – kliknij tu
Już w przyszłym roku NASA wystrzeli sondę Europa Clipper, która poleci do Jowisza. Europa, jeden z największych księżyców Jowisza, to kolejny glob z podpowierzchniowym oceanem i podobnym składem lodu jak na Enceladusie. Istnieje nadzieja, że Clipper oraz przyszłe sondy do Saturna będą w stanie zidentyfikować określoną serię cząsteczek w ziarnach lodu, które mogą wskazać, czy w podpowierzchniowych oceanach tych księżyców istnieje życie, ale cząsteczki będą musiały przetrwać ich szybkie wyrzucenie z Księżyca i pobranie przez sondę.
Zespół Continettiego jako pierwszy zmierzył, co się dzieje, gdy pojedyncze ziarno lodu uderza w powierzchnię. Aby przeprowadzić eksperyment, utworzono ziarna lodu za pomocą jonizacji przez elektrorozpylanie, podczas której woda jest przepychana przez igłę utrzymywaną pod wysokim napięciem, indukując ładunek, który rozbija wodę na coraz mniejsze kropelki. Kropelki te następnie wprowadzono w próżnię, gdzie uległy zamrożeniu.
Badacze zmierzyli ich masę i ładunek, a następnie wykorzystał detektory ładunku do obserwacji ziaren przelatujących przez spektrometr. Kluczowym elementem eksperymentu było zainstalowanie mikrokanałowego detektora jonów, który umożliwiał dokładne odmierzenie momentu uderzenia z dokładnością do nanosekundy.
Wyniki badań pokazały, że aminokwasy można wykryć przy częściowej fragmentacji do prędkości uderzenia wynoszącej 4,2 km/s.
„Aby zorientować się, jakie życie może istnieć w Układzie Słonecznym, należy wiedzieć, czy w ziarnach lodu nie doszło do dużej fragmentacji związków chemicznych, aby móc uzyskać odcisk palca tego, co może żyć wewnątrz księżyca” – powiedział Continetti. „Nasza praca pokazuje, że jest to możliwe w przypadku pióropuszy lodowych Enceladusa”.
Badania Continettiego rodzą również interesujące pytania z zakresu samej chemii, w tym wpływ soli na wykrywalność niektórych aminokwasów. Uważa się, że Enceladus zawiera rozległe, słone oceany zawierające więcej wody niż oceany na powierzchni Ziemi. Ponieważ sól zmienia właściwości wody jako rozpuszczalnika, a także rozpuszczalność różnych cząsteczek, może to oznaczać, że niektóre cząsteczki skupiają się na powierzchni ziaren lodu, zwiększając prawdopodobieństwo ich wykrycia.
Źródło: 1