Ο Εγκέλαδος, ένας από τους 146 επιβεβαιωμένους δορυφόρους του Κρόνου, ξεχωρίζει από τα υπόλοιπα φεγγάρια του ηλιακού μας συστήματος. Κάτω από την παγωμένη επιφάνειά του κρύβεται ένας ωκεανός από υγρό νερό, στοιχείο απαραίτητο για την ύπαρξη ζωής όπως τη γνωρίζουμε.
Από το 2004 έως το 2017, το διαστημόπλοιο Cassini, αποτέλεσμα μίας συνεργασίας μεταξύ NASA, ESA και ASI, μελετούσε τον Κρόνο, τους δακτυλίους και τα φεγγάρια του. Χάρη στο Cassini, μάθαμε εκπληκτικά πράγματα για τον Εγκέλαδο.
Παρότι μικρός σε μέγεθος (μόλις 504 χιλιόμετρα σε διάμετρο), ο Εγκέλαδος φιλοξενεί έναν ωκεανό σε υγρό νερό που εκτείνεται σε ολόκληρο το φεγγάρι. Θερμοπίδακες στον νότιο πόλο του εκτοξεύουν στο διάστημα αέρια και σωματίδια πάγου από τον ωκεανό.
Αν και οι επιστήμονες του Cassini δεν περίμεναν να αναλύσουν δείγματα από αυτούς τους θερμοπίδακες, δημιούργησαν ένα όργανο στο διαστημόπλοιο που ονομάζεται "αναλυτής σκόνης". Χάρη σε αυτό το όργανο, οι ερευνητές μπόρεσαν να μελετήσουν τη χημική σύσταση του υπόγειου ωκεανού.
Συστατικά Ζωής
Ο ωκεανός του Εγκέλαδου, όπως και οι ωκεανοί της Γης, περιέχει αλάτι (κυρίως χλωριούχο νάτριο, ή αλλιώς επιτραπέζιο αλάτι), ενώσεις με βάση τον άνθρακα και παράγει ενέργεια μέσω μίας διαδικασίας που ονομάζεται παλιρροϊκή θέρμανση. Το υγρό νερό, οι ενώσεις άνθρακα και η ενέργεια αποτελούν βασικά συστατικά για την ύπαρξη ζωής.
Το 2023 οι επιστήμονες της αποστολής ανίχνευσαν φωσφορικό άλας, ένα ακόμη απαραίτητο συστατικό για τη ζωή, σε δείγματα πάγου από τον ωκεανό του Εγκέλαδου. Το φωσφορικό άλας, μία μορφή φωσφόρου, είναι απαραίτητο για όλα τα ζωντανά όντα στη Γη, καθώς αποτελεί συστατικό του DNA, των κυτταρικών μεμβρανών και των οστών.
Πιστεύεται ότι ο βραχώδης πυρήνας του Εγκέλαδου έρχεται σε επαφή με τον ωκεανό του νερού μέσω υδροθερμικών αεραγωγών. Αυτές οι δομές, που μοιάζουν με θερμοπίδακες, εκτείνονται από τον πυθμένα του ωκεανού και θεωρείται ότι πιθανότατα σε παρόμοιες συνθήκες στη Γη ξεκίνησε η ζωή.
Μέχρι σήμερα, δεν έχει ανιχνευθεί ζωή σε κανένα άλλο ουράνιο σώμα εκτός από τη Γη. Ωστόσο, οι επιστήμονες συμφωνούν ότι ο Εγκέλαδος αποτελεί ένα από τα πιο υποσχόμενα μέρη για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής.
Πώς θα αναζητηθεί ζωή στον Εγκέλαδο;
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε τον Μάρτιο του 2024, ομάδα επιστημόνων από τον Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον πραγματοποίησε εργαστηριακά πειράματα για να αξιολογήσει την ικανότητα των αναλυτών σκόνης σε διαστημόπλοια να ανιχνεύσουν ίχνη ζωής σε κόκκους πάγου που εκτοξεύονται από τον Εγκέλαδο.
Οι επιστήμονες έστησαν μια ειδική εγκατάσταση στη Γη, που μιμείται τη διαδικασία ανάλυσης κόκκων πάγου από όργανα σε διαστημόπλοια. Χρησιμοποιώντας αυτή τη ρύθμιση, ψέκασαν μια μικροσκοπική δέσμη νερού που περιείχε βακτηριακά κύτταρα σε ένα κενό, όπου διαλύθηκε σε σταγονίδια. Κάθε σταγονίδιο θεωρητικά αντιπροσώπευε ένα βακτηριακό κύτταρο.
Στη συνέχεια, κατεύθυναν ένα λέιζερ στα μεμονωμένα σταγονίδια, το οποίο δημιούργησε φορτισμένα ιόντα από το νερό και τις κυτταρικές ενώσεις. Μετρώντας αυτά τα φορτισμένα ιόντα με μια τεχνική που ονομάζεται φασματομετρία μάζας, κατέληξαν σε συμπεράσματα για το τι θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν οι αναλυτές σκόνης σε ένα διαστημόπλοιο αν συναντούσαν ένα βακτηριακό κύτταρο παγιδευμένο μέσα σε κόκκο πάγου από τον Εγκέλαδο.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι αυτοί οι αναλυτές θα μπορούσαν να εντοπίσουν με αρκετή επιτυχία υλικό από κύτταρα. Όργανα σχεδιασμένα για την ανάλυση μεμονωμένων κόκκων πάγου θα πρέπει να είναι σε θέση να αναγνωρίσουν βακτηριακά κύτταρα, ακόμη και αν υπάρχει μόνο το 0,01% των συστατικών ενός μεμονωμένου κυττάρου σε έναν κόκκο πάγου από τον Εγκέλαδο.
Οι αναλυτές θα μπορούσαν δυνητικά να ανιχνεύσουν μια σειρά πιθανών "υπογραφών" ζωής, όπως αμινοξέα και λιπαρά οξέα. Τα αμινοξέα μπορεί να αντιπροσωπεύουν είτε θραύσματα πρωτεϊνών του κυττάρου, είτε μεταβολιτών, που είναι μικρά μόρια που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις εντός του κυττάρου. Τα λιπαρά οξέα είναι θραύσματα λιπιδίων, τα οποία αποτελούν τις μεμβράνες των κυττάρων.
Στα πειράματά τους οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα βακτήριο που ονομάζεται Sphingopyxis alaskensis. Αυτό το βακτήριο είναι εξαιρετικά μικροσκοπικό, περίπου στο ίδιο μέγεθος με τα κύτταρα που πιθανώς θα βρίσκονταν σε κόκκους πάγου που εκτοξεύονται από τον Εγκέλαδο. Επιπλέον του μικρού τους μεγέθους, αυτά τα βακτήρια ευδοκιμούν σε ψυχρά περιβάλλοντα και χρειάζονται ελάχιστα θρεπτικά συστατικά για να επιβιώσουν, χαρακτηριστικά που πιθανώς θα έχει η ζωή προσαρμοσμένη στις συνθήκες στον ωκεανό του Εγκέλαδου.
Ο αναλυτής σκόνης που ήταν εγκατεστημένος στο Cassini δεν είχε τις απαραίτητες αναλυτικές δυνατότητες για να αναγνωρίσει κυτταρικό υλικό στους κόκκους πάγου. Ωστόσο, οι επιστήμονες βρίσκονται ήδη στη διαδικασία σχεδιασμού οργάνων με πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες για μελλοντικές αποστολές στον Εγκέλαδο.
Μελλοντικές αποστολές
Ο Εγκέλαδος είναι ένας από τους κύριους στόχους για μελλοντικές αποστολές από τη NASA και τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA). Το 2022, η NASA ανακοίνωσε ότι μια αποστολή στον Εγκέλαδο είχε τη δεύτερη υψηλότερη προτεραιότητα, καθώς επέλεγαν τις επόμενες μεγάλες αποστολές τους - μια αποστολή στον Ουρανό είχε την υψηλότερη προτεραιότητα.
Η ESA ανακοίνωσε πρόσφατα ότι ο Εγκέλαδος είναι ο κορυφαίος στόχος για την επόμενη μεγάλη αποστολή της. Αυτή η αποστολή πιθανότατα θα περιλαμβάνει έναν εξαιρετικά ικανό αναλυτή σκόνης για ανάλυση κόκκων πάγου.
Ο Εγκέλαδος δεν είναι το μόνο φεγγάρι με ωκεανό σε υγρό νερό. Το φεγγάρι του Δία, Ευρώπη, έχει επίσης έναν ωκεανό, που εκτείνεται σε ολόκληρο το φεγγάρι κάτω από τον παγωμένο φλοιό του. Οι κόκκοι πάγου στην Ευρώπη επιπλέουν πάνω από την επιφάνεια και ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η Ευρώπη μπορεί να έχει ακόμη και θερμοπίδακες, όπως ο Εγκέλαδος, που εκτοξεύουν κόκκους στο διάστημα. Η προαναφερόμενη έρευνά των επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον θα βοηθήσει και στη μελέτη κόκκων πάγου από την Ευρώπη.
Η αποστολή Europa Clipper της NASA θα επισκεφθεί την Ευρώπη τα επόμενα χρόνια. Το Clipper έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί τον Οκτώβριο του 2024 και να φτάσει στον Δία τον Απρίλιο του 2030. Ένα από τα δύο φασματόμετρα μάζας στο διαστημόπλοιο, το SUrface Dust Analyzer, έχει σχεδιαστεί για ανάλυση μεμονωμένων κόκκων πάγου.
Η μελέτη δείχνει ότι αυτό το όργανο θα είναι σε θέση να βρει ακόμη και μικροσκοπικά κλάσματα ενός βακτηριακού κυττάρου, εάν υπάρχει μόνο σε λίγους κόκκους πάγου που εκπέμπονται.
