Usando datos de la nave espacial Cassini de la NASA, Los científicos del Southwest Research Institute (SwRI) modelaron procesos químicos en el océano subsuperficial de Encelado, la luna de Saturno. Los estudios indican la posibilidad de que un menú metabólico variado podría sustentar una comunidad microbiana potencialmente diversa en el océano de agua líquida debajo de la fachada helada de la luna.

Antes de su salida de órbita en septiembre de 2017, Cassini tomó muestras de la columna de granos de hielo y vapor de agua que brotaban de las grietas de la superficie helada de Encelado. descubriendo el hidrógeno molecular, una fuente potencial de alimento para microbios. Un nuevo artículo publicado en la revista de ciencia planetaria Icarus explora otras posibles fuentes de energía.

"La detección de hidrógeno molecular (H2) en la columna indicó que hay energía libre disponible en el océano de Encelado, "dijo la autora principal Christine Ray, que trabaja a tiempo parcial en SwRI mientras realiza un doctorado. en física de la Universidad de Texas en San Antonio. "En la tierra, aerobio, o respirar oxígeno, Las criaturas consumen energía en materia orgánica como glucosa y oxígeno para crear dióxido de carbono y agua. Los microbios anaeróbicos pueden metabolizar el hidrógeno para crear metano. Toda la vida puede destilarse en reacciones químicas similares asociadas con un desequilibrio entre compuestos oxidantes y reductores ".

Este desequilibrio crea un gradiente de energía potencial, donde la química redox transfiere electrones entre especies químicas, la mayoría de las veces con una especie sometida a oxidación mientras que otra especie sufre reducción. Estos procesos son vitales para muchas funciones básicas de la vida, incluyendo la fotosíntesis y la respiración. Por ejemplo, El hidrógeno es una fuente de energía química que sustenta a los microbios anaeróbicos que viven en los océanos de la Tierra cerca de las fuentes hidrotermales. En el fondo del océano de la Tierra, los respiraderos hidrotermales emiten calor, rico en energía, fluidos cargados de minerales que permiten que prosperen ecosistemas únicos repletos de criaturas inusuales. Investigaciones anteriores encontraron evidencia creciente de respiraderos hidrotermales y desequilibrio químico en Encelado, que insinúa condiciones habitables en su océano subsuperficial.

"Nos preguntamos si otros tipos de vías metabólicas también podrían proporcionar fuentes de energía en el océano de Encelado, "Dijo Ray." Porque eso requeriría un conjunto diferente de oxidantes que aún no hemos detectado en la columna de Encelado, realizamos modelos químicos para determinar si las condiciones en el océano y el núcleo rocoso podrían apoyar estos procesos químicos ".

Por ejemplo, los autores observaron cómo la radiación ionizante del espacio podría crear los oxidantes O2 y H2O2, y cómo la geoquímica abiótica en el océano y el núcleo rocoso podría contribuir a los desequilibrios químicos que podrían sustentar los procesos metabólicos. El equipo consideró si estos oxidantes podrían acumularse con el tiempo si los reductores no están presentes en cantidades apreciables. También consideraron cómo los reductores acuosos o los minerales del fondo marino podrían convertir estos oxidantes en sulfatos y óxidos de hierro.

"Comparamos nuestras estimaciones de energía libre con los ecosistemas de la Tierra y determinamos que, en general, Nuestros valores de metabolismo aeróbico y anaeróbico cumplen o superan los requisitos mínimos, ", Dijo Ray." Estos resultados indican que la producción de oxidantes y la química de la oxidación podrían contribuir a mantener una posible vida y una comunidad microbiana metabólicamente diversa en Encelado ".

"Ahora que hemos identificado posibles fuentes de alimentos para los microbios, la siguiente pregunta es '¿cuál es la naturaleza de los compuestos orgánicos complejos que salen del océano?' ", dijo el director del programa SwRI, el Dr. Hunter Waite, un coautor del nuevo artículo, haciendo referencia a una línea Naturaleza artículo escrito por Postberg et al. en 2018. "Este nuevo documento es un paso más en la comprensión de cómo una pequeña luna puede sustentar la vida de maneras que superan por completo nuestras expectativas".

Los hallazgos del artículo también tienen una gran importancia para la próxima generación de exploración.

"Una futura nave espacial podría volar a través de la columna de Encelado para probar las predicciones de este artículo sobre la abundancia de compuestos oxidados en el océano, "dijo el Dr. Christopher Glein, científico investigador sénior de SwRI, otro coautor. "Debemos ser cautelosos, pero me resulta estimulante reflexionar sobre si puede haber formas de vida extrañas que se aprovechen de estas fuentes de energía que parecen ser fundamentales para el funcionamiento de Encelado ".