En los cuerpos helados alrededor de nuestro sistema solar, la radiación emitida por los núcleos rocosos podría romper las moléculas de agua y dar soporte a los microbios que comen hidrógeno. Para abordar esta posibilidad cósmica, Un equipo de la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA) y el Southwest Research Institute (SwRI) modeló un proceso natural de agrietamiento del agua llamado radiólisis. Luego aplicaron el modelo a varios mundos con océanos interiores conocidos o sospechosos, incluyendo Encelado, la luna de Saturno, Europa, la luna de Júpiter, Plutón y su luna Caronte, así como el planeta enano Ceres.

"Los procesos físicos y químicos que siguen a la radiólisis liberan hidrógeno molecular (H2), que es una molécula de interés astrobiológico, "dijo Alexis Bouquet, autor principal del estudio publicado en la edición de mayo de Cartas de revistas astrofísicas . Isótopos radiactivos de elementos como el uranio, potasio, y el torio se encuentran en una clase de meteoritos rocosos conocidos como condritas. Se cree que los núcleos de los mundos estudiados por Bouquet y sus coautores tienen composiciones parecidas a las condritas. El agua del océano que impregna la roca porosa del núcleo podría estar expuesta a radiación ionizante y someterse a radiólisis. produciendo compuestos de hidrógeno molecular y oxígeno reactivo.

Ramo, un estudiante en el programa de doctorado conjunto entre el Departamento de Física y Astronomía de UTSA y la División de Ingeniería y Ciencia Espacial de SwRI, Explicó que se han encontrado comunidades microbianas sustentadas por H2 en ambientes extremos en la Tierra. Estos incluyen una muestra de agua subterránea encontrada a casi 2 millas de profundidad en una mina de oro sudafricana y en respiraderos hidrotermales en el fondo del océano. Eso plantea interesantes posibilidades para la posible existencia de microbios análogos en las interfaces agua-roca de mundos oceánicos como Encelado o Europa.

"Sabemos que estos elementos radiactivos existen dentro de cuerpos helados, pero esta es la primera mirada sistemática a través del sistema solar para estimar la radiólisis. Los resultados sugieren que existen muchos objetivos potenciales para la exploración, y eso es emocionante "dice la coautora, la Dra. Danielle Wyrick, científico principal de la División de Ingeniería y Ciencias Espaciales de SwRI.

Una fuente de hidrógeno molecular sugerida con frecuencia en los mundos oceánicos es la serpentinización. Esta reacción química entre la roca y el agua ocurre, por ejemplo, en respiraderos hidrotermales en el fondo del océano.

El hallazgo clave del estudio es que la radiólisis representa una fuente adicional potencialmente importante de hidrógeno molecular. Si bien la actividad hidrotermal puede producir cantidades considerables de hidrógeno, en rocas porosas que a menudo se encuentran bajo el lecho marino, La radiólisis también podría producir cantidades copiosas.

La radiólisis también puede contribuir a la habitabilidad potencial de los mundos oceánicos de otra manera. Además del hidrógeno molecular, produce compuestos de oxígeno que pueden reaccionar con ciertos minerales en el núcleo para crear sulfatos, una fuente de alimento para algunos tipos de microorganismos.

"La radiólisis en el núcleo exterior de un mundo oceánico podría ser fundamental para sustentar la vida. Debido a que las mezclas de agua y roca están en todas partes en el sistema solar exterior, Esta información aumenta las probabilidades de que existan abundantes propiedades inmobiliarias habitables, "Dijo Bouquet.

Coautores del artículo, "Energía alternativa:producción de H2 por radiólisis de agua en los núcleos rocosos de cuerpos helados, "son el Dr. Christopher R. Glein de SwRI, Wyrick, y el Dr. J. Hunter Waite, quien también se desempeña como profesor adjunto de UTSA.