Nos corpos gelados ao redor de nosso sistema solar, a radiação emitida por núcleos rochosos pode quebrar as moléculas de água e sustentar micróbios que se alimentam de hidrogênio. Para abordar esta possibilidade cósmica, uma equipe da Universidade do Texas em San Antonio (UTSA) e do Southwest Research Institute (SwRI) modelou um processo de craqueamento natural da água denominado radiólise. Eles então aplicaram o modelo a vários mundos com oceanos interiores conhecidos ou suspeitos, incluindo a lua de Saturno, Enceladus, Lua de Júpiter, Europa, Plutão e sua lua Caronte, bem como o planeta anão Ceres.

"Os processos físicos e químicos que seguem a radiólise liberam hidrogênio molecular (H2), que é uma molécula de interesse astrobiológico, "disse Alexis Bouquet, autor principal do estudo publicado na edição de maio da Cartas de jornal astrofísico . Isótopos radioativos de elementos como o urânio, potássio, e o tório são encontrados em uma classe de meteoritos rochosos conhecidos como condritos. Acredita-se que os núcleos dos mundos estudados por Bouquet e seus co-autores tenham composições semelhantes a condritos. A água do oceano que permeia a rocha porosa do núcleo pode ser exposta à radiação ionizante e sofrer radiólise, produção de hidrogênio molecular e compostos reativos de oxigênio.

Ramalhete, um aluno no programa de doutorado conjunto entre o Departamento de Física e Astronomia da UTSA e a Divisão de Ciência e Engenharia Espacial do SwRI, explicou que comunidades microbianas sustentadas por H2 foram encontradas em ambientes extremos na Terra. Isso inclui uma amostra de água subterrânea encontrada a quase 2 milhas de profundidade em uma mina de ouro na África do Sul e em fontes hidrotermais no fundo do oceano. Isso levanta possibilidades interessantes para a existência potencial de micróbios análogos nas interfaces água-rocha de mundos oceânicos como Enceladus ou Europa.

"Sabemos que esses elementos radioativos existem dentro de corpos gelados, mas esta é a primeira análise sistemática do sistema solar para estimar a radiólise. Os resultados sugerem que existem muitos alvos potenciais para exploração, e isso é emocionante, "diz a coautora Dra. Danielle Wyrick, um dos principais cientistas da Divisão de Ciência e Engenharia Espacial do SwRI.

Uma fonte freqüentemente sugerida de hidrogênio molecular em mundos oceânicos é a serpentinização. Esta reação química entre rocha e água ocorre, por exemplo, em fontes hidrotermais no fundo do oceano.

A principal descoberta do estudo é que a radiólise representa uma fonte adicional potencialmente importante de hidrogênio molecular. Embora a atividade hidrotérmica possa produzir quantidades consideráveis ​​de hidrogênio, em rochas porosas frequentemente encontradas sob o fundo do mar, a radiólise também pode produzir grandes quantidades.

A radiólise também pode contribuir para a habitabilidade potencial dos mundos oceânicos de outra forma. Além do hidrogênio molecular, ele produz compostos de oxigênio que podem reagir com certos minerais no núcleo para criar sulfatos, uma fonte de alimento para alguns tipos de microorganismos.

"A radiólise no núcleo externo de um mundo oceânico pode ser fundamental para o sustento da vida. Como as misturas de água e rocha estão por toda parte no sistema solar externo, essa percepção aumenta as chances de uma abundância de imóveis habitáveis ​​lá fora, "Bouquet disse.

Co-autores do artigo, "Energia alternativa:produção de H2 por radiólise de água nos núcleos rochosos de corpos gelados, "são o Dr. Christopher R. Glein do SwRI, Wyrick, e Dr. J. Hunter Waite, que também atua como professor adjunto da UTSA.