Hvad betyder overfloden af ​​vand i solsystemet for livet?

Der var stor spænding, da NASA for nylig afslørede nye detaljer om havene, der lurer under overfladen af ​​Saturns lille måne Enceladus og Jupiters Europa.

Hvorfor spændingen? Godt, her på jorden, hvor du har vand, energi og næringsstoffer, du har liv. Så hvorfor ikke liv på disse andre verdener?

Takket være målinger foretaget af Cassini-rumfartøjet, vi vidste allerede, at Enceladus har et hav begravet dybt under overfladen.

Fra den nye forskning, offentliggjort i Science i denne måned, det virker nu meget sandsynligt, at ved bunden af ​​det hav, hydrotermiske åbninger spyr aktivt næringsstoffer og energi ud i de mørke havdybder.

Det ventilerede materiale driver kemiske reaktioner, dybt i havet, frigiver molekylært brint, der til sidst føres væk fra månen i de gigantiske gejsere, vi observerer.

Jupiters iskolde måne Europa har også længe været kendt for at være vært for et hav under overfladen, der indeholder mere flydende vand, end der er til stede på hele planeten Jorden.

Ligesom Enceladus, det menes, at bunden af ​​Europas hav kan have hydrotermisk aktivitet, og dermed at det måske er et passende sted for livet at udvikle sig og trives.

Denne måneds resultater binder Europa og Enceladus tættere sammen end nogensinde. Observationer af Europa med Hubble-rumteleskopet afslørede, at to episoder af gejserlignende udbrud viste, at vand blev kastet ud til en højde af 50 km over månens overflade i 2014, og 100 km i 2016.

Vand, vand overalt

Når vi ser på andre planeter, ser vi ingen oceaner, ingen søer og ingen floder.

Tidligere havde vi en tendens til at forestille os, at vand var en knap og værdifuld ressource. Men efterhånden som vi lærer mere om vores plads i universet, vi bliver stadig mere opmærksomme på, at der er vand overalt.

Omkring 75 % af alle atomer i vores galakse er brint, og det er det mest almindelige element i universet. Ilt er det tredje mest almindelige grundstof i rummet, omend kun udgør omkring 1% af den samlede sum af alle de atomer, der er derude.

Vand (H ₂ O) er lavet af to hydrogenatomer og et oxygenatom. Så det burde ikke være nogen overraskelse, at der er vand overalt, heller ikke at det spillede en nøglerolle i dannelsen og udviklingen af ​​vores planetsystem.

Gør mig til en planet

Da vores sol blev dannet, planeterne og andet affald fra solsystemet voksede omkring det fra en skive af støv, is og gas. Materialet tættest på proto-solen var så varmt, at kun de mest ildfaste grundstoffer og forbindelser (dem med de højeste smelte- og kogepunkter) var faste.

På større afstande, temperaturen var lavere og mere materiale kunne fryse, tilføjer til massen af ​​fast materiale, der flyder rundt i det, der er kendt som en protoplanetarisk skive.

Til sidst, i afstande flere gange længere fra Solen end Jorden, temperaturen var kold nok til at vandet var fast, et punkt kaldet "islinjen" eller "snelinjen". Ud over dette, vandis udgjorde den største del af fast materiale. Med mere solidt materiale, de fjerne planeter voksede langt hurtigere end deres jordiske fætre.

I hjertet af Saturn, Uranus og Neptun, og sandsynligvis i Jupiters kerne, ligger frøene, som disse planeters gasatmosfære var samlet omkring. Støv og gas i skiven klæber gradvist sammen, vokser til at danne større og større kerner.

Til sidst, en kritisk masse blev nået, på hvilket tidspunkt de voksende protoplaneters tyngdekraft kunne føde fra gassen omkring dem i skiven, svulmer dem op til de kæmper, vi ser i dag.

De kerner forbliver, giganter af is og sten ti gange Jordens masse, indhyllet i store atmosfærer.

Det fører til en interessant mulighed. Langt under Uranus og Neptuns skyer, det forekommer sandsynligt, at temperaturer og tryk vil have gjort det muligt for kernernes materiale at differentiere, med de tungeste materialer (metallerne) synkende til midten, at være omgivet af en kappe af flygtigt materiale - primært vand og ammoniak.

Ligesom Jordens kappe, det materiale er sandsynligvis smeltet - ikke et hav, som vi forestiller os det, men bestemt ikke svært, fast klippe.

Iskolde affald i solsystemets dybder

De enorme mængder is i det unge solsystem blev ikke alle fortæret af de gigantiske planeter. Hver af disse verdener (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) er ledsaget af en sværm af snesevis af satellitter, spænder i størrelse fra kroppe større end vores måne til genstande kun meter eller få kilometer på tværs.

De fleste af disse måner er mere vand end noget andet.

I mange år, det blev antaget, at de iskolde måner var netop det - frosne skaller, solide i deres kerne. Men i de senere år er den idé gradvist blevet erstattet af en nyere, mere spændende paradigme. Vandet ved overfladen af ​​disse måner er fast - så hårdt som granit i mange tilfælde. Men dybt nede, i deres indre, lurer begravede oceaner.

Det første hav, der blev identificeret, var det under isen på Jupiters måne Europa, en verden på størrelse med vores måne. Men Europa er ikke alene.

Resultater fra rumfartøjet Galileo, som kredsede om Jupiter i otte år i slutningen af ​​1990'erne og begyndelsen af ​​2000'erne, fandt fristende antydninger af, at to af Jupiters andre store måner, Ganymedes og Callisto, kan også huse dybt begravede oceaner.

Så kom Cassini-missionen til Saturn. Saturns største måne, Titan, har en tyk atmosfære, og Cassini indsatte Huygens-landeren ved dens ankomst i systemet, at springe i faldskærm gennem skyerne og se, hvad der gemmer sig nedenunder.

Svaret er søer, floder og regn. Men ikke flydende vand. Isen på den kolde Titans overflade er hårdere end granit. I stedet, Titans overflade indeholder flydende metan og ethan og store, langsomt faldende regndråber af metan.

For nylig, Cassini-målinger har antydet, at etan- og metanhavene på Titan måske ikke er den eneste væske der. Ligesom Europa, der er tegn på et saltvandshav begravet dybt under månens overflade.

Langt fra at der er knaphed på flydende vand hinsides Jorden, det bliver stadig mere tydeligt, at det kan være almindeligt i hele solsystemet.

Det er ikke kun måner i det ydre solsystem, der ser ud til at være vært for flydende vand. Nyere forskning har antydet, at den største asteroide, Ceres, kunne have netop sådan et hav, ligesom Pluto.

Og der er stadig millioner af andre iskolde kroppe derude, venter bare på at blive udforsket.

Vand i det indre solsystem

Alt det, der bringer os tættere på hjemmet, til det indre solsystem. Vi ved, at Jorden har vand, selvom det er en langt mere tør verden end de genstande, vi har diskuteret indtil nu.

Dette er faktisk ikke en overraskelse. Jorden dannet i den varme del af den protoplanetariske skive, på et sted godt inden for "snelinjen". Faktisk, oprindelsen af ​​jordens vand har været et puslespil for astronomer i mange år.

Det virker mest sandsynligt, at Jordens vand blev leveret fra de koldere områder af solsystemet gennem påvirkninger, højst sandsynligt fra det yderste af asteroidebæltet. Denne levering gennem bombardement ville også have været rettet mod Mars og Venus.

Der er voksende beviser på, at både Mars og Venus engang havde oceaner, der ligner Jordens - indtil tidens luner tog deres vejafgift.

I de 4,5 milliarder år siden solsystemets dannelse, solen er blevet markant mere lysende. Som resultat, Venus blev stadig varmere, indtil dens oceaner kogte, hundreder af millioner af år siden.

Mars, derimod er efterhånden frosset, miste sin atmosfære under den kombinerede indflydelse af kemisk forvitring på planetens overflade, og afisoleringen af ​​solvinden og strålingen. Vandet er der stadig, men ikke længere i form af planetomspændende oceaner.

Beboelige verdener

Så tilbage til Europa, Titan og Enceladus med deres oceaner begravet under ti eller hundreder af kilometer is.

Kunne disse verdener være beboelige? Helt bestemt. For hvert år der går, vi samler stadig flere beviser, der peger i den retning.

Kunne der være liv der? Igen, det er muligt, men heri ligger fangsten.

Alle disse steder er lige uden for vores dørtrin, og dog er ethvert liv på dem begravet så dybt, at vi ikke kan finde det. For at gøre det vil det næsten helt sikkert kræve landere, at bore gennem isen til havene nedenunder - en utrolig udfordrende opgave.

Hvad betyder det for livet andre steder? Godt, hvis vores solsystem fortæller os noget, det er, at vores univers er gennemblødt af vand. Helt bogstaveligt, der er vand overalt. Måske, bare måske, det er et hint om, at vi måske ikke er så alene, som vi tror.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.