Simulationen schließen Biomarker im Eis des Mondes Enceladus nicht aus

Simulationen schließen Biomarker im Eis des Mondes Enceladus nicht aus
Simulationen schließen Biomarker im Eis des Mondes Enceladus nicht aus
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Eine Umweltsimulation eines eisigen Mondes zeigt, dass es möglich ist, dass die Bedingungen, die das Leben in außerirdischen Ozeanen unterstützen oder erhalten, molekulare Spuren in Eiskörnern hinterlassen.

Im Jahr 2018 wurden in Eispartikeln auf dem Saturnmond Enceladus sehr große organische Moleküle entdeckt, darunter einige, die normalerweise Bausteine ​​biologischer Verbindungen sind. Es ist noch nicht klar, ob sie auf die Existenz von Leben hinweisen oder auf andere Weise entstanden sind.

Die Daten wurden mit einem niedrigauflösenden Messgerät der inzwischen abgeschlossenen Cassini-Mission der NASA aufgezeichnet. Dies könnte jedoch darauf hindeuten, dass der Ozean des Saturnmondes Enceladus voller organischer Moleküle ist. „Und das bedeutet, dass es möglich ist, dass dort chemische Reaktionen ablaufen, die schließlich zum Leben führen könnten“, erklärt Nozair Khawaja, Erstautor der neuen Studie als Forscher an der FU Berlin und derzeit an der Universität Stuttgart tätig, in a Stellungnahme. .

Forscher vermuten außerdem, dass sich auf dem Meeresboden von Enceladus hydrothermale Felder befinden. Bisher war nicht klar, ob die entdeckten organischen Moleküle in diesen Feldern entstanden sind. Khawaja hat zusammen mit seinen Mitarbeitern nach einer Möglichkeit gesucht, diese Frage zu beantworten und hat Ergebnisse in Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences veröffentlicht.

„Dazu haben wir im Labor der FU Berlin die Parameter eines möglichen Hydrothermalfeldes auf Enceladus simuliert“, sagt Khawaja. „Wir haben dann untersucht, welche Auswirkungen diese Erkrankungen auf eine einzelne Aminosäurekette haben.“ Aminosäuren sind die Bausteine ​​von Proteinen und die Grundlage allen Lebens, wie wir es kennen.

In der Testapparatur herrschten Temperaturen von 80 bis 150 Grad Celsius und ein Druck von 80 bis 100 bar, etwa hundertmal höher als auf der Erdoberfläche. Unter diesen extremen Bedingungen veränderten sich die Aminosäureketten im Laufe der Zeit charakteristischerweise.

Doch lassen sich diese Veränderungen mit den Messgeräten von Raumsonden nachweisen? Mit anderen Worten: Hinterlassen sie eine eindeutige Markierung, die wir in Cassini-Daten (oder zukünftigen Weltraummissionen) finden sollten?

Das Messgerät an Bord der Raumsonde Cassini, der Cosmic Dust Analyzer, analysiert Staub- und Eispartikel von Enceladus im Weltraum, die mit Geschwindigkeiten von bis zu 20 Kilometern pro Sekunde unterwegs sind. Durch Kollisionen dieser Partikel mit hoher Geschwindigkeit verdampft das Material und die darin enthaltenen Moleküle zerfallen. Die Fragmente verlieren Elektronen und werden dann positiv geladen. Sie können von einer negativ geladenen Elektrode angezogen werden und je leichter sie sind, desto schneller erreichen sie diese.

Durch Messung der Laufzeit aller Fragmente ist es möglich, das sogenannte „Massenspektrum“ zu erhalten. Daraus lassen sich dann Rückschlüsse auf das ursprüngliche Molekül ziehen.

Allerdings ist es schwierig, diese Messmethode im Labor anzuwenden. „Stattdessen haben wir erstmals eine alternative Messmethode namens LILBID auf Eispartikel angewendet, die hydrothermal verändertes Material enthalten“, erklärt Khawaja.

„Das liefert Massenspektren, die denen des Cassini-Instruments sehr ähnlich sind. Wir haben damit vor und nach dem Experiment eine Kette von Aminosäuren gemessen. Dabei haben wir charakteristische Signale gefunden, die durch Reaktionen in unserem simulierten Hydrothermalfeld verursacht wurden.“ Die Forscher werden dieses Experiment nun mit anderen organischen Molekülen unter längeren geophysikalischen Bedingungen im Ozean von Enceladus wiederholen.

Ihre Erkenntnisse ermöglichen die Suche nach solchen Markern in Cassini-Daten (oder in Daten zukünftiger Missionen). Sollte dies gefunden werden, wäre dies ein weiterer Beweis.

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