Encelado, la luna de Saturno cubierta de océanos, constantemente arroja agua al espacio a través de fracturas en su corteza helada. la nave espacial Cassini Determinaron la composición de estos chorros a mediados de la década de 2000 y encontraron moléculas que incluían dióxido de carbono y amoníaco, ambos cruciales para la vida en la Tierra. Y ahora, en un estudio publicado el jueves en astronomía de la naturaleza, Los científicos han vuelto a analizar las muestras de Cassini y reveló la gran diversidad química de Encelado—haciendo de esta pequeña luna helada la candidato principal para encontrar vida extraterrestre en nuestro propio sistema solar.
El autor principal del estudio, el biofísico de la Universidad de Harvard Jonah Peter, estaba intrigado por hallazgos anteriores de que Encelado probablemente era rico en compuestos orgánicos, la mayoría de los cuales no habían sido identificados. Para descubrir la verdadera composición química de la luna, Peter y sus colegas del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA reexaminaron los datos recopilados en 2011 y 2012 por la misión Cassini-Huygens de la agencia, que hizo volar una nave espacial a través de las espectaculares columnas de agua de Encelado varias veces. Las muestras de Cassini, analizadas por el espectrómetro de masas a bordo de la nave (un instrumento que identifica compuestos por su peso molecular), habían revelado inicialmente cinco tipos de moléculas en los chorros: agua, dióxido de carbono, metano, amoníaco e hidrógeno molecular.
Para el nuevo análisis, Peter y sus colegas llevaron los datos de Cassini aún más lejos: utilizaron una técnica de análisis estadístico para comparar las firmas moleculares de las muestras del chorro con las de miles de millones de combinaciones potenciales de compuestos conocidos. Esto les permitió determinar los componentes más probables de la columna.
“Buscar compuestos en la columna es como volver a juntar las piezas de un rompecabezas”, dice Peter. “Buscamos la combinación correcta de moléculas que reproduzcan los datos observados”.
El equipo concluyó que los chorros de hielo incluían las cinco moléculas ya identificadas, pero también algunos compuestos más grandes y pesados, incluidos hidrocarburos como el cianuro de hidrógeno y el etano, así como trazas de compuestos parcialmente oxidados como el metanol.
Los nuevos resultados se basaron en un método estadístico “inteligente y robusto” para revelar estas moléculas más grandes, dice Michel Blanc, científico planetario del Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología de Toulouse, Francia, que trabajó en la misión Cassini. Estos compuestos no aparecieron en el análisis inicial de Cassini porque los instrumentos a bordo no estaban equipados para identificarlos, dice. “Nadie en el equipo Cassini-Huygens había imaginado que las pequeñas lunas de Saturno pudieran ser químicamente activas y generar moléculas pesadas: ésta fue, sin duda, la mayor sorpresa y probablemente el descubrimiento más importante de Cassini”, añade Blanc.
Junto con componentes previamente detectados, como el agua y el amoníaco, estas moléculas recién descubiertas podrían servir como componentes básicos y combustible para los microbios, y potencialmente podrían sustentar un origen independiente de la vida. Desde el descubrimiento de los océanos de Encelado, esta luna ha sido un “objetivo principal” en la búsqueda de los componentes fundamentales de la vida, dice Peter.
Peter estaba especialmente emocionado al detectar la presencia de cianuro de hidrógeno, o HCN, porque es “uno de los componentes básicos más importantes y versátiles de la vida”, dice. Cuando se combina con otras moléculas, el HCN puede ayudar a formar nucleobases y aminoácidos, los precursores de una bioquímica más compleja, como las proteínas y el ARN. Las simulaciones de laboratorio han demostrado que estas transformaciones son posibles en entornos similares a la capa de hielo de Encelado, señala Peter. “Muchas moléculas importantes para el origen de la vida podrían haberse formado en Encelado y podrían seguir formándose en Encelado hoy”, afirma.
La diversa composición química de las columnas apunta a un alto potencial para reacciones de oxidación-reducción o “redox”, que a menudo se consideran un elemento clave en la síntesis de los componentes básicos de la vida y en los procesos bioquímicos que permiten a los organismos vivos Respirar oxígeno y realizar la fotosíntesis.
Las muestras de Cassini han revelado ahora la presencia de compuestos tanto oxidados como reducidos en las columnas de Encelado. Este es un resultado “muy emocionante”, dice Kate Craft, científica planetaria del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, que no participó en el nuevo estudio. Estas moléculas podrían mezclarse, potencialmente a través de la actividad hidrotermal en el fondo marino de la luna, y teóricamente podrían crear “un entorno habitable donde la vida pueda sustentarse o originarse”, añade Craft.
Los científicos no tienen evidencia que indique que tal proceso haya ocurrido realmente. De hecho, no está claro si estos compuestos oxidados y reducidos podrían encontrarse ni dónde. Y Craft señala que los investigadores aún no saben exactamente cómo el agua en erupción se abre paso a través de la capa de hielo de la luna.
Aún así, los hallazgos pueden servir de base para misiones en curso y planificadas a mundos oceánicos similares a Encelado, incluido el de Júpiter. Luna acuosa Europa, que probablemente tenga muchas de las mismas propiedades, dice Craft. Estas cuestiones serán exploradas más a fondo por el equipo de la Agencia Espacial Europea. Nave espacial Júpiter Icy Moons Explorer (Juice)que actualmente se encuentra en camino hacia el sistema de Júpiter.
Los nuevos hallazgos también constituyen un argumento sólido para volver a visitar Encelado en futuras misiones espaciales, dice Blanc. Ahora que los investigadores conocen la asombrosa diversidad molecular de la luna, podrían utilizar un espectrómetro de masas que sea capaz de estudiar moléculas más grandes para examinar su complejo entorno químico y tal vez revelar la verdadera habitabilidad de esta luna explosiva.