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¿Hay vida en Encélado, la luna helada de Saturno? Una futura misión espacial podría proporcionar res

Encélado, la luna helada de Saturno tiene un vasto océano bajo una gruesa capa de hielo, allí es un fuerte contendiente para contener vida extraterrestre. Los investigadores han concluido que sin siquiera requerir un aterrizaje en este pequeño mundo, una futura misión podría ofrecer respuestas.

Investigadores de la Universidad de Arizona han descubierto que el misterio que rodea la posibilidad de vida extraterrestre microbiana en Encelado, una de las 83 lunas de Saturno , puede resolverse con una sonda espacial en órbita. Los investigadores han esbozado un plan en un artículo publicado en The Planetary Science Journal, explicando cómo una misión espacial hipotética podría proporcionar respuestas concluyentes.

Inicialmente, cuando la nave espacial Voyager 1 de la NASA inspeccionó Encelado en 1980, parecía ser solo una “bola de nieve” pequeña y poco impresionante en el cielo. Sin embargo, entre 2005 y 2017, la sonda Cassini de la NASA exploró el sistema de Saturno con un detalle sin precedentes . Los científicos se sorprendieron cuando Cassini descubrió que el exterior cubierto de hielo de Encelado escondía un océano cálido de agua salada que liberaba gas metano. En la Tierra, el metano a menudo es producido por la vida microbiana, lo que convierte a Encelado en un tema fascinante para futuras investigaciones.

El metano, junto con otras moléculas orgánicas que construyen los cimientos de la vida, se detectaron cuando Cassini voló a través de gigantescas columnas de agua que brotaban de la superficie de Encelado . A medida que la pequeña luna orbita alrededor del gigante gaseoso anillado, el inmenso campo gravitatorio de Saturno la aprieta y tira de ella, calentando su interior debido a la fricción. Como resultado, espectaculares columnas de agua salen disparadas desde las grietas y hendiduras de la superficie helada de Encelado hacia el espacio.



Este gráfico muestra cómo los científicos creen que el agua interactúa con la roca en el fondo del océano de Encelado para crear sistemas de ventilación hidrotermal.  Estos mismos respiraderos en forma de chimenea se encuentran a lo largo de los bordes de las placas tectónicas en los océanos de la Tierra, aproximadamente a 7000 pies debajo de la superficie.  Crédito: NASA/JPL-Caltech/Instituto de Investigación del Suroeste

El año pasado, un equipo de científicos de UArizona y Université Paris Sciences et Lettres en París calculó que si la vida pudo haber surgido en Encelado, existe una alta probabilidad de que su presencia explique por qué la luna está expulsando metano.

“Para saber si ese es el caso, debemos volver a Encelado y mirar”, dijo Régis Ferrière, autor principal del nuevo artículo y profesor asociado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UArizona.

En su último artículo, Ferrière y sus colaboradores informan que, si bien la masa total hipotética de microbios vivos en el océano de Encelado sería pequeña, todo lo que se necesitaría sería una visita de una nave espacial en órbita para saber con seguridad si microbios similares a la Tierra pueblan el océano de Encelado. debajo de su caparazón.

“Claramente, enviar un robot arrastrándose a través de grietas de hielo y sumergiéndose profundamente en el lecho marino no sería fácil”, dijo Ferrière, explicando que se han diseñado misiones más realistas que usarían instrumentos mejorados para muestrear las columnas como lo hizo Cassini, o incluso aterrizar en la superficie de la luna.

“Al simular los datos que una nave espacial en órbita más preparada y avanzada recopilaría solo de las columnas, nuestro equipo ahora ha demostrado que este enfoque sería suficiente para determinar con confianza si hay vida dentro del océano de Enceladus sin tener que sondear realmente. las profundidades de la luna”, dijo. “Esta es una perspectiva emocionante”.

Ubicado a unos 800 millones de millas de la Tierra, Encelado completa una órbita alrededor de Saturno cada 33 horas. Si bien la luna ni siquiera es tan ancha como el estado de Arizona, se destaca visualmente por su superficie; como un estanque congelado que brilla bajo el sol, la luna refleja la luz como ningún otro objeto en el sistema solar. A lo largo del polo sur de la luna, al menos 100 columnas de agua gigantes brotan a través de grietas en el paisaje helado, como la lava de un volcán violento.

Los científicos creen que el vapor de agua y las partículas de hielo expulsadas por estas características similares a las de un géiser contribuyen a formar uno de los anillos icónicos de Saturno. Esta mezcla expulsada, que trae gases y otras partículas desde las profundidades del océano de Encelado, fue muestreada por la nave espacial Cassini.

El exceso de metano que Cassini detectó en las columnas evoca imágenes de ecosistemas extraordinarios que se encuentran en las profundidades sin luz de los océanos de la Tierra: fuentes hidrotermales. Aquí, en los bordes de dos placas tectónicas adyacentes, el magma caliente debajo del lecho marino calienta el agua del océano en un lecho rocoso poroso, creando “fumadores blancos”, respiraderos que escupen agua de mar saturada de minerales y muy caliente. Sin acceso a la luz solar, los organismos dependen de la energía almacenada en los compuestos químicos liberados por las fumadoras blancas para ganarse la vida.

“En nuestro planeta, los respiraderos hidrotermales están repletos de vida, grande y pequeña, a pesar de la oscuridad y la presión insana”, dijo Ferrière. “Las criaturas vivientes más simples que existen son microbios llamados metanógenos que se alimentan a sí mismos incluso en ausencia de luz solar”.

Los metanógenos convierten el dihidrógeno y el dióxido de carbono para obtener energía, liberando metano como subproducto. El grupo de investigación de Ferrière modeló sus cálculos basándose en la hipótesis de que Encelado tiene metanógenos que habitan en los respiraderos hidrotermales oceánicos parecidos a los que se encuentran en la Tierra. De esta forma, los investigadores calcularon cuál sería la masa total de metanógenos en Enceladus, así como la probabilidad de que sus células y otras moléculas orgánicas pudieran ser expulsadas a través de las columnas.

“Nos sorprendió descubrir que la abundancia hipotética de células solo equivaldría a la biomasa de una sola ballena en el océano global de Encelado”, dijo el primer autor del artículo, Antonin Affholder, investigador asociado postdoctoral en UArizona que estaba en Paris Sciences & Lettres al hacer esta investigación. “La biosfera de Encelado puede ser muy escasa. Y, sin embargo, nuestros modelos indican que sería lo suficientemente productivo alimentar las columnas con suficientes moléculas o células orgánicas para que las recojan los instrumentos a bordo de una futura nave espacial”.

Enceladus ha atraído la atención recientemente como un lugar que algún día será revisado y examinado más a fondo. Una propuesta, el “Enceladus Orbilander”, diseñado por el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins, prevé una misión que recopilaría una gran cantidad de datos sobre Encelado al aterrizar y orbitar este cuerpo celeste a partir de la década de 2050.

“Nuestra investigación muestra que si una biosfera está presente en el océano de Encélado, se podrían detectar signos de su existencia en el material de la pluma sin necesidad de aterrizar o perforar”, dijo Affholder, “pero tal misión requeriría un orbitador para volar a través de ella”. el penacho varias veces para recolectar mucho material oceánico”.

El documento incluye recomendaciones sobre la cantidad mínima de material que se debe recolectar de los penachos para buscar con confianza células microbianas y ciertas moléculas orgánicas. Las células observables mostrarían evidencia directa de vida.

“La posibilidad de que se puedan encontrar células reales podría ser escasa”, dijo Affholder, “porque tendrían que sobrevivir al proceso de desgasificación que las lleva a través de las columnas desde las profundidades del océano hasta el vacío del espacio, todo un viaje para una célula diminuta. ”

En cambio, los autores sugieren que las moléculas orgánicas detectadas, como los aminoácidos particulares , servirían como evidencia indirecta a favor o en contra de un entorno abundante en vida.

“Teniendo en cuenta que, según los cálculos, cualquier vida presente en Enceladus sería extremadamente escasa, todavía hay una buena posibilidad de que nunca encontremos suficientes moléculas orgánicas en las columnas para concluir sin ambigüedades que está allí”, dijo Ferrière. “Entonces, en lugar de centrarnos en la pregunta de cuánto es suficiente para demostrar que hay vida, preguntamos: ‘¿Cuál es la cantidad máxima de material orgánico que podría estar presente en ausencia de vida?’”.

Si todas las mediciones regresaran por encima de cierto umbral, podría indicar que la vida es una posibilidad seria, según los autores.

“La evidencia definitiva de células vivas atrapadas en un mundo alienígena puede seguir siendo esquiva durante generaciones”, dijo Affholder. “Hasta entonces, el hecho de que no podamos descartar la existencia de vida en Enceladus es probablemente lo mejor que podemos hacer”.

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Referencia: “Biosfera metanogénica putativa en el océano profundo de Encelado: biomasa, productividad e implicaciones para la detección” por Antonin Affholder, François Guyot, Boris Sauterey, Régis Ferrière y Stéphane Mazevet, 13 de diciembre de 2022, The Planetary Science Journal . DOI: 10.3847/PSJ/aca275

Portada: Impresión artística de la nave espacial Cassini volando a través de penachos que brotan del polo sur de la luna Encelado de Saturno. Estas columnas son muy parecidas a los géiseres y expulsan una combinación de vapor de agua, granos de hielo, sales, metano y otras moléculas orgánicas. Crédito: NASA/JPL-Caltech

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