Descoberta de biomarcadores no espaço – condições na lua de Saturno, Encélado, simuladas em laboratório
Em 9 de outubro de 2008, logo após chegar a 25 quilômetros (15,6 milhas) da superfície de Encélado, a Cassini da NASA capturou este impressionante mosaico enquanto a espaçonave se afastava desta lua geologicamente ativa de Saturno. Crédito:NASA Em 2018, moléculas orgânicas muito grandes foram descobertas em partículas de gelo na lua de Saturno, Encélado. Ainda não está claro se eles indicam a existência de vida ou se foram criados de alguma outra forma. Um estudo recente poderia ajudar a responder a esta pergunta. É possível que as condições que sustentam ou mantêm a vida em oceanos extraterrestres possam deixar vestígios moleculares em grãos de gelo.
A pesquisa sobre este assunto foi conduzida na FU Berlin, e o cientista principal, Dr. Nozair Khawaja, mudou-se recentemente para a Universidade de Stuttgart. O trabalho foi publicado na revista Transações Filosóficas da Royal Society A:Ciências Matemáticas, Físicas e de Engenharia .
O berço da vida na Terra provavelmente estava localizado em uma fonte de água quente no fundo do oceano. “Na pesquisa, também falamos de um campo hidrotérmico”, explica o Dr. Nozair Khawaja, do Instituto de Sistemas Espaciais (IRS) da Universidade de Stuttgart. “Há evidências convincentes de que prevalecem condições em campos que são importantes para o surgimento ou manutenção de formas de vida simples”.
É possível que tais aberturas também existam num corpo celeste localizado não muito longe do nosso planeta natal pelos padrões cósmicos:a lua de Saturno, Encélado. Esta lua mede cerca de 500 quilômetros de diâmetro e sua superfície é coberta por uma camada de gelo de 30 quilômetros de espessura.
Em 2005, os cientistas descobriram uma enorme nuvem de partículas de gelo acima do Pólo Sul. Três anos depois, a sonda espacial Cassini da NASA voou através desta nuvem. Os instrumentos de medição da sonda revelaram algo surpreendente:a composição das partículas sugere fortemente a presença de um oceano de água líquida por baixo da crosta gelada de Encélado.
O oceano de Encélado contém moléculas orgânicas
Khawaja trabalhou em conjunto com o planetólogo Professor Frank Postberg da Freie Universität (FU) Berlim para analisar detalhadamente os dados da missão Cassini. Eles explicam:“Em 2018 e 2019, encontramos várias moléculas orgânicas, incluindo algumas que normalmente são blocos de construção de compostos biológicos”.
Os dados foram registrados com um instrumento de medição de baixa resolução da Cassini. No entanto, isto pode indicar que o oceano na lua de Saturno, Encélado, está cheio de moléculas orgânicas. "E isso significa que é possível que estejam ocorrendo ali reações químicas que poderiam eventualmente levar à vida."
Os investigadores também suspeitam que existam campos hidrotermais localizados no fundo do oceano de Encélado. Anteriormente não estava claro se as moléculas orgânicas descobertas foram formadas nesses campos. Khawaja, juntamente com os seus colegas Lucia Hortal e Thomas Sullivan, tem procurado uma forma de responder a esta questão.
É mostrada a detecção de bioassinaturas alteradas hidrotermicamente em Encélado. Crédito:Southwest Research Institute NASA, JPL
“Para isso, simulamos os parâmetros de um possível campo hidrotérmico em Encélado no laboratório da FU Berlim”, diz Khawaja, que recentemente se mudou da FU Berlim para a Universidade de Stuttgart. “Investigamos então quais efeitos essas condições têm em uma cadeia simples de aminoácidos”. Os aminoácidos são os blocos básicos de construção das proteínas e a base de toda a vida como a conhecemos.
Temperaturas de 80 a 150 graus Celsius e uma pressão de 80 a 100 bar prevaleceram no aparelho de teste – cerca de cem vezes mais alta do que na superfície da Terra. Sob estas condições extremas, as cadeias de aminoácidos mudaram de forma característica ao longo do tempo.
Mas será mesmo possível detectar estas mudanças com os instrumentos de medição das sondas espaciais? Por outras palavras, deixam para trás um marcador inconfundível que deveríamos ser capazes de encontrar nos dados da Cassini (ou de futuras missões espaciais)?
Os campos hidrotérmicos deixam traços distintos nos dados de medição
O instrumento de medição a bordo da sonda espacial Cassini, o Cosmic Dust Analyzer, analisa poeira e partículas de gelo de Encélado no espaço que viajam a velocidades de até 20 quilômetros por segundo. As colisões em alta velocidade entre essas partículas fazem com que o material vaporize e as moléculas nele contidas se quebrem. Os fragmentos perdem elétrons e ficam carregados positivamente. Eles podem ser atraídos em direção a um eletrodo com carga negativa e, quanto mais leves forem, mais rápido o alcançarão.
É possível obter o chamado “espectro de massa” medindo o tempo de trânsito de todos os fragmentos. Isso pode então ser usado para tirar conclusões sobre a molécula original.
No entanto, é difícil aplicar este método de medição em laboratório. “Em vez disso, empregamos pela primeira vez um método de medição alternativo chamado LILBID em partículas de gelo contendo material alterado hidrotermicamente”, explica Khawaja.
"Isto fornece espectros de massa muito semelhantes aos do instrumento Cassini. Utilizámos isto para medir uma cadeia de aminoácidos antes e depois da experiência. No processo, encontrámos sinais característicos que foram causados pelas reações no nosso campo hidrotérmico simulado." Os investigadores irão agora repetir esta experiência com outras moléculas orgânicas sob condições geofísicas prolongadas no oceano de Encélado.
As suas descobertas tornam possível pesquisar esses marcadores nos dados da Cassini (ou nos dados de missões futuras). Se for encontrado, isto seria mais uma prova da existência de um campo hidrotermal em Encélado. Isto também aumenta a probabilidade de a vida se desenvolver e sobreviver em Encélado.
