Usando dados da espaçonave Cassini da NASA, cientistas do Southwest Research Institute (SwRI) modelaram processos químicos no oceano subterrâneo da lua de Saturno, Enceladus. Os estudos indicam a possibilidade de que um cardápio metabólico variado possa sustentar uma comunidade microbiana potencialmente diversa no oceano de água líquida sob a fachada de gelo da lua.

Antes de sua retirada de órbita em setembro de 2017, A Cassini amostrou a nuvem de grãos de gelo e vapor de água saindo de rachaduras na superfície gelada de Enceladus, descobrindo o hidrogênio molecular, uma fonte potencial de alimento para micróbios. Um novo artigo publicado na revista científica planetária Icarus explora outras fontes potenciais de energia.

“A detecção de hidrogênio molecular (H2) na pluma indicou que há energia livre disponível no oceano de Enceladus, "disse a autora principal Christine Ray, que trabalha meio período no SwRI enquanto faz doutorado. em física pela Universidade do Texas em San Antonio. "Na terra, aeróbico, ou respiração de oxigênio, as criaturas consomem energia em matéria orgânica, como glicose e oxigênio, para criar dióxido de carbono e água. Micróbios anaeróbicos podem metabolizar hidrogênio para criar metano. Toda a vida pode ser destilada em reações químicas semelhantes associadas a um desequilíbrio entre os compostos oxidantes e redutores. "

Este desequilíbrio cria um gradiente de energia potencial, onde a química redox transfere elétrons entre espécies químicas, na maioria das vezes com uma espécie passando por oxidação enquanto outra espécie passa por redução. Esses processos são vitais para muitas funções básicas da vida, incluindo fotossíntese e respiração. Por exemplo, hidrogênio é uma fonte de energia química que sustenta micróbios anaeróbios que vivem nos oceanos da Terra perto de fontes hidrotermais. No fundo do oceano da Terra, fontes hidrotermais emitem calor, rico em energia, fluidos carregados de minerais que permitem que ecossistemas únicos, repletos de criaturas incomuns, prosperem. Pesquisas anteriores encontraram evidências crescentes de fontes hidrotermais e desequilíbrio químico em Enceladus, que sugere condições habitáveis ​​em seu oceano subterrâneo.

"Queríamos saber se outros tipos de vias metabólicas também poderiam fornecer fontes de energia no oceano de Enceladus, "Ray disse." Porque isso exigiria um conjunto diferente de oxidantes que ainda não detectamos na pluma de Enceladus, realizamos modelagem química para determinar se as condições no oceano e no núcleo rochoso poderiam suportar esses processos químicos. "

Por exemplo, os autores analisaram como a radiação ionizante do espaço poderia criar os oxidantes O2 e H2O2, e como a geoquímica abiótica no oceano e no núcleo rochoso pode contribuir para desequilíbrios químicos que podem suportar processos metabólicos. A equipe considerou se esses oxidantes poderiam se acumular ao longo do tempo se os redutores não estivessem presentes em quantidades apreciáveis. Eles também consideraram como os redutores aquosos ou minerais do fundo do mar poderiam converter esses oxidantes em sulfatos e óxidos de ferro.

"Comparamos nossas estimativas de energia livre com os ecossistemas da Terra e determinamos que, geral, nossos valores para metabolismo aeróbio e anaeróbio atendem ou excedem os requisitos mínimos, "Disse Ray." Estes resultados indicam que a produção de oxidante e química de oxidação podem contribuir para apoiar a vida possível e uma comunidade microbiana metabolicamente diversa em Enceladus. "

"Agora que identificamos fontes potenciais de alimentos para micróbios, a próxima pergunta a fazer é 'qual é a natureza dos compostos orgânicos complexos que estão saindo do oceano?' ", disse o Diretor do Programa SwRI, Dr. Hunter Waite, um co-autor do novo artigo, referenciando um online Natureza artigo de autoria de Postberg et al. em 2018. "Este novo artigo é mais um passo para entender como uma pequena lua pode sustentar a vida de maneiras que excedem completamente nossas expectativas!"

As descobertas do artigo também têm grande significado para a próxima geração de exploração.

"Uma futura espaçonave poderia voar através da pluma de Enceladus para testar as previsões deste trabalho sobre a abundância de compostos oxidados no oceano, "disse o Cientista Sênior de Pesquisa do SwRI, Dr. Christopher Glein, outro co-autor. "Devemos ser cautelosos, mas acho estimulante ponderar se pode haver estranhas formas de vida que aproveitam essas fontes de energia que parecem ser fundamentais para o funcionamento de Encélado. "