Saturns største måne højst sandsynligt ubeboelig

En undersøgelse ledet af den vestlige astrobiolog Catherine Neish viser, at Titans underjordiske hav – Saturns største måne – højst sandsynligt er et ikke-beboeligt miljø, hvilket betyder, at ethvert håb om at finde liv i den iskolde verden er dødt i vandet.

Denne opdagelse betyder, at det er langt mindre sandsynligt, at rumforskere og astronauter nogensinde vil finde liv i det ydre solsystem, hjemsted for de fire 'gigantiske' planeter:Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.

"Desværre bliver vi nu nødt til at være lidt mindre optimistiske, når vi søger efter udenjordiske livsformer i vores eget solsystem," sagde Neish, en geovidenskabsprofessor. "Det videnskabelige samfund har været meget begejstrede for at finde liv i de iskolde verdener i det ydre solsystem, og dette fund tyder på, at det kan være mindre sandsynligt, end vi tidligere antog."

Identifikationen af ​​liv i det ydre solsystem er et betydeligt interesseområde for planetforskere, astronomer og statslige rumorganisationer som NASA, hovedsagelig fordi mange iskolde måner på de gigantiske planeter menes at have store underjordiske oceaner af flydende vand. Titan menes for eksempel at have et hav under sin iskolde overflade, der er mere end 12 gange volumen af ​​Jordens oceaner.

"Livet, som vi kender det her på Jorden, har brug for vand som opløsningsmiddel, så planeter og måner med masser af vand er interessante, når de leder efter udenjordisk liv," sagde Neish, medlem af Western's Institute for Earth and Space Exploration.

I undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Astrobiology , forsøgte Neish og hendes samarbejdspartnere at kvantificere mængden af ​​organiske molekyler, der kunne overføres fra Titans organisk rige overflade til dets underjordiske hav ved hjælp af data fra nedslagskrater.

Kometer, der har ramt Titan gennem hele sin historie, har smeltet overfladen af ​​den iskolde måne og skabt pøler af flydende vand, der har blandet sig med overfladens organiske stoffer. Den resulterende afsmeltning er tættere end dens iskolde skorpe, så det tungere vand synker gennem isen, muligvis helt til Titans underjordiske hav.

Ved at bruge de formodede nedslagshastigheder på Titans overflade bestemte Neish og hendes samarbejdspartnere, hvor mange kometer af forskellig størrelse, der ville ramme Titan hvert år i løbet af sin historie. Dette gjorde det muligt for forskerne at forudsige strømningshastigheden af ​​vand, der transporterer organiske stoffer, der rejser fra Titans overflade til dets indre.

Neish og holdet fandt ud af, at vægten af ​​organiske stoffer, der overføres på denne måde, er ret lille, ikke mere end 7.500 kg glycin om året - den enkleste aminosyre, der udgør proteiner i livet. Dette er omtrent den samme masse som en afrikansk hanelefant. (Alle biomolekyler, som glycin, bruger kulstof - et grundstof - som rygraden i deres molekylære struktur.)

"Én elefant om året af glycin i et hav 12 gange volumen af ​​Jordens oceaner er ikke tilstrækkeligt til at opretholde liv," sagde Neish. "Tidligere antog folk ofte, at vand er lig med liv, men de forsømte det faktum, at livet har brug for andre elementer, især kulstof."

Andre iskolde verdener (som Jupiters måner Europa og Ganymedes og Saturns måne Enceladus) har næsten ingen kulstof på deres overflader, og det er uklart, hvor meget der kan hentes fra deres indre. Titan er den mest organisk-rige iskolde måne i solsystemet, så hvis dens underjordiske hav ikke er beboeligt, lover det ikke godt for beboeligheden af ​​andre kendte iskolde verdener.

"Dette arbejde viser, at det er meget svært at overføre kulstoffet på Titans overflade til dets underjordiske hav - dybest set er det svært at have både det vand og kulstof, der er nødvendigt for livet på samme sted," sagde Neish.

Den flyvende flugt

På trods af opdagelsen er der stadig meget mere at lære om Titan, og for Neish er det store spørgsmål, hvad den er lavet af?

Neish er medforsker på NASA Dragonfly-projektet, en planlagt rumfartøjsmission i 2028 for at sende et robot-rotorfartøj (drone) til overfladen af ​​Titan for at studere dets præbiotiske kemi, eller hvordan organiske forbindelser dannes og selvorganiseres til livets oprindelse på jorden og udenfor.

"Det er næsten umuligt at bestemme sammensætningen af ​​Titans organisk-rige overflade ved at se den med et teleskop gennem dens organisk-rige atmosfære," sagde Neish. "Vi er nødt til at lande der og prøve overfladen for at bestemme dens sammensætning."

Til dato har kun Cassini-Huygens internationale rummission i 2005 med succes landet en robotsonde på Titan for at analysere prøver. Det er fortsat det første rumfartøj, der landede på Titan og den længste landing fra Jorden, et rumfartøj nogensinde har foretaget.

"Selv hvis det underjordiske hav ikke er beboeligt, kan vi lære meget om præbiotisk kemi på Titan og Jorden ved at studere reaktionerne på Titans overflade," sagde Neish. "Vi vil rigtig gerne vide, om der opstår interessante reaktioner der, især hvor de organiske molekyler blandes med flydende vand, der genereres ved stød."

Da Neish startede sit seneste studie, var hun bekymret for, at det ville påvirke Dragonfly-missionen negativt, men det har faktisk ført til endnu flere spørgsmål.

"Hvis al smelten produceret af stød synker ned i isskorpen, ville vi ikke have prøver nær overfladen, hvor vand og organiske stoffer er blandet. Det er områder, hvor Dragonfly kunne søge efter produkterne fra disse præbiotiske reaktioner og lære os om, hvordan liv kan opstå på forskellige planeter," sagde Neish.

"Resultaterne fra denne undersøgelse er endnu mere pessimistiske, end jeg var klar over med hensyn til beboeligheden af ​​Titans overfladehav, men det betyder også, at der findes mere interessante præbiotiske miljøer nær Titans overflade, hvor vi kan prøve dem med instrumenterne på Dragonfly."

Flere oplysninger: Catherine Neish et al., Organic Input to Titans Subsurface Ocean Through Impact Cratering, Astrobiology (2024). DOI:10.1089/ast.2023.0055

Journaloplysninger: Astrobiologi

Leveret af University of Western Ontario