Blauwzuur gevonden in de pluim van Enceladus
Met behulp van gegevens van de Cassini-missie van de NASA hebben planeetwetenschappers verschillende verbindingen gevonden die van groot belang zijn voor de bewoonbaarheid van Enceladus, de ijsmaan van Saturnus. Men heeft onder andere waterstofcyanide (blauwzuur), acetyleen, propyleen en ethaan aangetoond. Deze verbindingen kunnen mogelijk levende microbiologische gemeenschappen ondersteunen of complexe organische synthese aandrijven die leidt tot het ontstaan van leven.
Volgens Jonah Peter van de Harvard University levert hun onderzoek verder bewijs dat Enceladus gastheer is voor enkele van de belangrijkste moleculen voor zowel het creëren van de bouwstenen van het keven als voor het in stand houden van dat leven door middel van metabolische reacties.
Niet alleen lijkt Enceladus te voldoen aan de basisvereisten voor bewoonbaarheid, men heeft nu ook een idee over hoe complexe biomoleculen zich daar kunnen vormen en wat voor soort chemische routes daarbij zijn betrokken kunnen zijn.
De ontdekking van waterstofcyanide was bijzonder spannend omdat dit het startpunt is voor de meeste theorieën over de oorsprong van het leven.
Het leven zoals wij dat kennen vereist bouwsteen, zoals aminozuren, en blauwzuur is een van de belangrijkste en meest veelzijdige moleculen die nodig zijn om aminozuren te vormen.
Omdat de moleculen op verschillende manieren kunnen worden gestapeld noemen Peter en zijn collega’s waterstofcyanide het Zwitserse zakmes onder de aminozuurvoorlopers.
Ho meer de onderzoekers probeerden gaten in hun eigen resultaten te prikken door het testen van alternatieve modellen, hoe sterker het bewijsmateriaal werd.
Uiteindelijk werd duidelijk dat er geen manier is om de samenstelling van de pluim te evenaren zonder waterstofcyanide toe te voegen.
In 2017 vonden planeetwetenschappers bij Enceladus bewijs van chemie die zou kunnen helpen het leven, indien aanwezig, in zijn ondergrondse oceaan in stand te houden.
De combinatie van koolstofdioxide, methaan en waterstof in de pluim suggereerde methanogenese, een metabolisch proces dat methaan produceert.
Dit proces is wijdverspreid op Aarde en kan van cruciaal belang zijn geweest voor de oorsprong van het leven op onze planeet.
Peter en coauteurs hebben bewijs gevonden voor aanvullende chemische energiebronnen die veel krachtiger en diverser zijn dan het maken van methaan.
Ze vonden een reeks organische verbindingen die geoxideerd waren, wat wetenschappers erop wijst dat er veel chemische routes zijn die mogelijk het leven in de ondergrondse oceaan van Enceladus in stand kunnen houden. Dat komt omdat oxidatie helpt bij het vrijkomen van chemische energie.
Als methanogenese qua energie lijkt op een kleine horlogebatterij dan suggereren de resultaten van dit onderzoek dat de oceaan van Enceladus iets zou kunnen bieden dat meer lijkt op een autobatterij, die in staat is om een grote hoeveelheid energie te leveren aan al het aanwezige leven, aldus de onderzoekers.
In tegenstelling tot eerder onderzoek waarbij gebruik werd gemaakt van laboratoriumexperimenten en geochemische modellen om de omstandigheden te reproduceren die Cassini bij Enceladus aantrof, vertrouwden de auteurs op gedetailleerde statistische analyses.
Ze onderzochten gegevens verzameld door de ionen- en neutrale massa spectrometer van de Cassini, die het gas, de ionen en de ijskorrels rond Saturnus bestudeerde.
Door de hoeveelheid informatie in de gegevens te kwantificeren konden de auteurs subtiele verschillen ontdekken in hoe goed verschillende chemische verbindingen het signaal van de Cassini verklaren.
Er zijn veel potentiële puzzelstukjes die in elkaar passen als je probeert de waargenomen gegevens te matchen, aldus Peter.
De onderzoekers hebben wiskundige en statistische modellen gebruikt om erachter te komen welke combinatie cab puzzelstukjes het beste past bij de samenstelling van de pluim en het meeste uit de gegevens haalt zonder de beperkte dataset te overinterpreteren.
De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy.
Artikel: J.S. Peter et al. Detection of HCN and diverse redox chemistry in the plume of Enceladus. Nat Astron, published online December 14, 2023; doi: 10.1038/s41550-023-02160-0
Eerste publicatie: 23 december 2023
Bron: sci-news
