Durante casi dos décadas, Encelado, una luna de Saturno de 500 kilómetros de ancho, ha sido un objetivo principal en la búsqueda de la vida extraterrestre. En 2005, poco después de llegar a la órbita alrededor del planeta anillado, la misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) Cassini encontró evidencia de que Encelado albergaba un océano de aguas líquidas debajo de su corteza helada blanca brillante, plumas de agua de mar que se rocía desde el polo sur de la luna. Los astrobiólogos se han vuelto cada vez más cautivados por Encelado desde entonces, ya que los estudios más sobre los granos de hielo en las plumas han revelado múltiples bloques de construcción moleculares de la vida que salen del océano oculto.
Ahora, los científicos que revisan datos de Cassini, que terminaron su misión en 2017, han espiado a ingredientes aún más tentadores en las plumas: suites de moléculas orgánicas complejas que, en la Tierra, están involucradas en la química asociada con moléculas aún más grandes consideradas esenciales para la biología. Publicado el miércoles en la astronomía de la naturaleza, el Discovery refuerza el caso de las misiones de seguimiento para buscar signos de vida dentro de la enigmática luna de Saturno y con el océano.
Los hallazgos muestran que “existe la complejidad química en el océano subsuperficial de Encelado”, dice Nozair Khawaja, un científico planetario de la Universidad Libre de Berlín en Alemania, que dirigió el Estudio de Astronomía de la Naturaleza.
Sobre el apoyo al periodismo científico
Si está disfrutando de este artículo, considere apoyar nuestro periodismo galardonado suscribiéndose. Al comprar una suscripción, está ayudando a garantizar el futuro de las historias impactantes sobre los descubrimientos e ideas que dan forma a nuestro mundo hoy.
“Estos nuevos resultados son muy intrigantes y plantean la cuestión de qué es exactamente la verdadera naturaleza y el origen de los orgánicos dentro del océano de Encelado”, dice Kevin Hand, científico planetario y director del Laboratorio de Mundos Ocean en el Laboratorio de Propulsión a Jet de la NASA, que no estuvo involucrado en el estudio.
Además de su lejanía por la Tierra, Encelado ha mantenido muchos de sus secretos durante tanto tiempo porque el orbitador de Cassini no estaba realmente diseñado para un escrutinio tan profundo de un solo objeto específico. “El objetivo de la misión era comprender a Saturno, sus anillos y sus sistemas lunares”, dice Khawaja. Cassini se lanzó hace casi 30 años que llevaba instrumentos construidos en la década de 1980 o 1990, cuando se desconocían los océanos subsuperficiales de la Luna y las plumas polares del sur. La reutilización de ese kit vintage para la astrobiología en profundidad fue difícil, no menos de nada debido a lo difíciles de trabajar con los datos resultantes.
“Los instrumentos de Cassini se hicieron para analizar la composición química del polvo y las partículas de hielo, pero no estaban destinados a explorar el material subsuperficial de Encelado”, dice Khawaja. Un problema en particular fue la resolución relativamente baja disponible de un espectrómetro de masas en cassini llamado Analizador de polvo cósmico (CDA), que analizaba la composición química de las bocanadas de polvo de los granos de hielo que golpeaban sus detectores cada vez que la nave espacial se inclinaba a través de una pluma. Las plumas demostraron ser tan llenas de material, explica Khawaja, que el CDA estaría abrumado durante el Enceladus Flybys de Cassini.
El resultado fue que innumerables tipos diferentes de partículas con masas similares se borraron en las detecciones del CDA, lo que hace que sea casi imposible para los científicos de regreso a la Tierra discernirlas. Podrían ver claramente que las moléculas de agua ordinarias comprendían la gran mayoría del material recolectado, casi el 98 por ciento, dice Khawaja. Sin embargo, unir la naturaleza del 2 por ciento restante requirió muchos flyby y ajustes cuidadosamente coreografiados a las operaciones del CDA durante varios años. El sobrevuelo que finalmente golpeó un ojo de toros fue una maniobra el 9 de octubre de 2008, con el nombre de código E5. No fue el primero y no fue el más cercano, pero E5 fue especial debido a su velocidad más alta que el promedio y una erupción fortuitamente cronometrada de Encelado.
La velocidad de Cassini durante el E5 fue de casi 18 kilómetros por segundo (km/s), aproximadamente 6 km/s más rápido que la mayoría de los otros volantes, lo que se tradujo en mejoras masivas en los datos de CDA. “La velocidad de impacto fue mayor, y a tales altas velocidades, las moléculas de agua se rompen. No sobreviven. Pero otras especies como los orgánicos permanecen”, explica Khawaja. E5 también tuvo suerte porque envió a Cassini a través de un penacho que había sido expulsado solo minutos de antemano. Esto aseguró que el material saliera recién salido del subsuelo de Encelado y no había sido alterado ni degradado por la radiación cósmica. “La cortina subió”, dice Khawaja. Pero los años de análisis de datos minuciosos aún estaban por venir.
Una vista de Encelado en el contexto de Saturno.
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
Algunos de los coautores del nuevo estudio publicaron un artículo en 2011 analizando los resultados de E5 Flyby. “En aquel entonces, vimos claramente las características de las moléculas orgánicas en los espectros de masas producidos por el CDA, pero no pudimos clavar el tipo de estos orgánicos. Sabíamos que estaban allí”, dice Khawaja. Basado en experimentos exhaustivos que examinan cómo las diferencias en las velocidades de impacto del grano de hielo afectan los datos de CDA, él y sus colegas piensan que ahora han rastreado la mayor parte de lo que está dentro de las plumas, con importantes implicaciones para la posibilidad de la luna de organizar la vida.
“Creo que tiene mucho sentido que se necesitaría diligencia y paciencia para comprender completamente los datos de CDA. Los aplaudo por tener tanto cuidado en sus análisis”, dice Shannon Mackenzie, científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, que no estuvo involucrado en el estudio.
El trabajo del equipo reveló que las columnas contienen varios compuestos químicos Cassini detectados anteriormente en el anillo E, un toro de hielo y polvo que hace Encelado, mientras arroja material en su órbita alrededor de Saturno. “Había orgánicos complejos en la señal que tenía una estructura de benzenelel, con muchos compartimentos conectados con cadenas laterales con un poco de oxígeno y nitrógeno. El análisis también encontró otros materiales que se habían visto en el anillo E: aminas, aromáticos y moléculas con oxígeno. Su presencia en las plumas recién expulsadas, Khawaja argumenta, confirma que todos se originaron en el océano subsuperficial de Encelado. Lo más emocionante, el estudio también reveló nuevos compuestos nunca antes vistos que acechan en el penacho, obtenidos de algún lugar dentro de la luna.
“En estos granos frescos, tenemos moléculas como ésteres y éteres, que llevaban oxígeno en sí mismos y tenían dobles enlaces”, dice Khawaja. Otro nuevo hallazgo fue la presencia de compuestos donde probablemente se combinaron oxígeno y nitrógeno. “Sospechamos que estos son un tipo de intermedios para hacer más orgánicos complejos y complejos, tal vez potencialmente orgánicos que son biológicamente relevantes”, agrega. La certeza es esquiva porque los orgánicos recolectados por CDA fueron destrozados por múltiples fragmentos pequeños; Los investigadores todavía están descubriendo cómo volver a armar estos fragmentos.
“Este trabajo muestra que algunos de los fragmentos se derivan de compuestos orgánicos bastante grandes y complejos”, dice Hand. “Pero tal vez esos compuestos se originaron en compuestos aún más grandes. ¿Qué encontraríamos exactamente si nos sumergiéramos en el océano de abajo, son los compuestos informados aquí solo la punta del iceberg astrobiológico?”
Khawaja ya tiene ideas sobre qué misiones de seguimiento pueden encontrar al profundizar con los mejores instrumentos de vanguardia. El recién revelado cóctel de compuestos, dice, podría alimentar una “red de reacciones” para crear pirimidinas, una clase de moléculas necesarias para la formación de ADN. (Y, aquí en la Tierra, el ADN es lo que conduce a peces, leones, humanos y vida tal como la conocemos). Esta red de reacciones también podría producir lípidos, moléculas que pueden organizarse en las membranas celulares. Aun así, Khawaja señala: “Todavía no tenemos ni idea de ninguna relevancia biológica real”.
Por ahora, en ausencia de una misión de seguimiento en o en camino a Encelado, el equipo está desarrollando un modelo informático avanzado de todo el sistema de subsuelo de Enceladus con la esperanza de identificar las fuentes e interacciones probables de la rica variedad de compuestos químicos de la Luna. También queda espacio para el descubrimiento en los datos de Cassini. “Todavía hay ciertos tipos espectrales que veo y no entiendo”, dice Khawaja.
En última instancia, la mayor parte de la esperanza de respuestas definitivas sobre la vida en Encelado en el corto plazo se encuentra con una misión aún en el tablero de dibujo en la ESA. Tal misión probablemente incluiría un orbitador, aunque mucho más avanzado que Cassini, con un aterrizaje como una posible adición. “En una misión como esa, un aterrizaje y un orbitador deben complementarse entre sí”, dice Khawaja.
Pero no todos están igualmente agotados por la idea del aterrizaje. “Los resultados de este estudio corroboran los conceptos de la misión que ni siquiera necesitan aterrizar: podríamos volar continuamente a través de las plumas y recolectar material fresco”, dice Hand. “¿Por qué arriesgarse a aterrizar cuando Encelado está entregando muestras gratuitas?”
Independientemente de tales debates logísticos, lo claro es que Encelado sigue siendo uno de los destinos más atractivos para buscar la vida extraterrestre.
“El agua, la energía y los productos químicos correctos, todas las tres llaves de habitabilidad están ahí”, dice Khawaja. Incluso si los estudios futuros no encuentran la vida, argumenta, las implicaciones serían enormes. “Si no está allí a pesar de esas tres llaves, significaría que la vida necesita algo más”.