Enceladus – en isfontene med liv?

Kanskje vil vi en dag oppdage at det er utenomjordisk liv i vårt eget solsystem. I så fall virker det stadig mer sannsynlig at en slik oppdagelse vil kunne gjøres på Enceladus, en av Saturns minst 63 måner. Den siste tiden har man kunne fastslå at det høyst sannsynlig er store sjøer av vann under månens isdekte overflate.

Enceladus med isfontener fotografert av Cassini (NASA / JPL / Space Science Institute)

De fleste stedene i solsystemet er ugjestmilde for liv, i hvert fall liv som har en kjemisk oppbygning og virkemåte som ligner noenlunde det livet vi finner på jorda. Det kan være for varmt, for kaldt, eller kanskje er ikke de rette kjemiske elementene tilstede. Dette koker stort sett ned til at vi ønsker et sted med vann, og at vannet skal være i flytende form.

I mange år har mye ressurser blitt brukt på utforskningen av Mars. Her vet vi at det finnes store mengder vannis under bakken, og kanskje også underjordiske sjøer med flytende vann. Sannsynligvis har det vært flytende vann på overflaten tidligere, og kanskje dukker det fortsatt opp fra tid til annen.

Et annet spennende objekt er Jupiters måne Europa. Europa har en kappe av vannis som trolig er over 10 kilometer tykk. Under denne kappen regner man med at det befinner seg et enormt hav av flytende vann, og her burde det være muligheter for liv. Spennende, men å utforske eventuelt liv som måtte befinne seg under de enorme ismassene vil være en enorm utfordring (men ikke helt umulig).

Saturns største måne, Titan, har også fått mye oppmerksomhet, ikke minst da landingsenheten Huygens dalte ned på Titans overflate i 2005. Titan har dessverre svært lite vann, men har til gjengjeld permanente sjøer av flytende metan og etan, noe som i prinsippet kan inneholde liv som er basert på andre kjemiske prosesser enn livet vi kjenner på jorda.

Flere av Saturns måner som passerer foran planeten. Enceladus er den lille, hvite prikken ute på Saturns venstre kant. Den store føflekken oppe til høyre er Titan. (NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Enceladus er i likhet med Titan en saturnmåne, men den har bare en tidel av Titans diameter. I en modell der Jorda er så stor som en fotball, vil Enceladus være på størrelse med en ert. Saturn er som kjent omkranset av et imponerende ringmønster, stort sett bestående av vannisklumper. Enceladus befinner seg i den tetteste delen av den såkalte E-ringen. Denne ringen er svært diffus og ligger utenfor de mye tettere ringene som man vanligvis ser på bilder av Saturn.

Siden E-ringen er tettest akkurat rundt Enceladus, har det helt siden 80-tallet vært spekulert i om materialet i E-ringen stammer fra utbrudd fra Enceladus. Denne ideen ble bekreftet i 2005 da romsonden Cassini observerte store fontener av vann og is fra Enceladus’ sørpolområde, fontener som strekker seg flere hundre kilometer opp fra overflaten (se bilde).

At Enceladus, ikke ulikt Europa, har en overflate stort sett bestående av vannis har vært kjent lenge. Imidlertid har det vært usikkert om planeten har vært gjennomfrossen, eller om det som på Europa er vært sjøer av flytende vann under det øvre islaget. Det er nemlig i prinsippet fullt mulig å ha prosesser som danner slike fontener direkte fra frossen is, uten at det trenger å være flytende vann på undersiden.

Et av hovedargumentene mot flytende-vann-teorien kom fra en gruppe geologer i 2006. De hadde bitt seg merke i at isfontenene inneholdt mye mer karbondioksid, nitrogenmolekyler og metan enn det er mulig å løse opp i flytende vann. Isteden mente de at vulkanene blir dannet ved at gass fra små gasslommer i den frosne isen blir presset ut gjennom sprekker i isen.

I 2009 kunne en annen gruppe forskere fortelle at de hadde funnet betydelige mengder natriumsalter i E-ringen, og så sent som i mai i år kunne de rapportere at en analyse av partikler direkte fra fontenene viste at det også her var rikelig med natriumsalter. Disse resultatene kan man best forklare ved at man har flytende vann som løser opp salter fra berggrunnen under, på samme måte som vi har salte hav på jorda. Uten flytende vann er disse forekomstene av natriumsalter mye vanskeligere å forklare.

Enceladus’ sørpolområde fotografert av Cassini (NASA / JPL / Space Science Institute)

For at Enceladus skal kunne opprettholde sjøer med flytende vann uten at de fryser, må den også ha tilstrekkelig tilførsel med energi. Sola er ikke til stor hjelp, siden solinnstrålingen ute i Saturnland bare er litt over en hundredel av solinnstrålinga på Jorda. Vi vet at Enceladus får tilført en god del energi fra tidekrefter. På samme måte som Månen virker med tidekrefter på Jorda, vil Saturn og Saturns andre måner trekke og dra i Enceladus. Dette vil føre til at det genereres varme, akkurat som en binders blir varm av å bøyes fram og tilbake. Imidlertid har simuleringer tydet på at disse tidekreftene ikke er tilstrekkelige for å tilføre Enceladus nok energi til at den kan opprettholde flytende sjøer.

I mars i år publiserte en gruppe forskere fra USA resultater der de ved hjelp av målinger av infrarød stråling hadde funnet ut at sørpolområdet til Enceladus har tre ganger høyere varmeutstråling enn det som tidligere er antatt. Hvor denne varmen kommer fra vet de ikke, men den kan for eksempel komme fra henfall av radioaktive isotoper inne i kjernen til Enceladus. Uansett er dette resultatet nok et godt argument for at det trolig er flytende vann under det øverste islaget.

Alt sett under ett virker det som om de fleste nå har latt seg overbevise om at det faktisk er flytende vann under overflaten, muligens i tillegg til gasslommer i isen.

Men hva så? Vi har lenge visst at det er rikelige mengder med flytende vann under isen på Europa. Hva er det som gjør Enceladus så spennende? Det unike med Enceladus er at vi slipper å bore oss ned under isen for å studere innholdet i sjøen under, slik vi må på Europa. Med sine fontener, kaster Enceladus sjøvann med innhold langt ut i rommet, og det er i prinsippet bare å fly forbi og samle opp det man måtte ønske. Dette er allerede gjort med Cassini-sonden, og det er i tillegg til vann funnet både metan, acetylen og etanol, alt sammen kjekke ingredienser hvis du vil lage liv. Imidlertid er ingen av disse molekylene biosignaturer – de forteller oss ikke at det er liv der.

Nyttige biosignaturer i dette tilfellet kan for eksempel være forholdet mellom karbon-12- og karbon-13-isotoper. Biologiske prosesser, i hvert fall slik de fungerer på Jorda, foretrekker karbon-12. Ikke-biologiske prosesser gir derimot stort sett blaffen i om det brukes karbon-12 eller -13, og ved å se på forholdet mellom disse isotopene i ulike molekyler vil man derfor få en god indikasjon på om de er biologisk produserte. Det vil også kunne være interessant å se etter aminosyrer og om det er et flertall av enten «venstrehendte» slike (som i jordisk liv), eller eventuelt motsatt. Dette vil også være en sterk indikasjon på at det faktisk er liv der under isen. Imidlertid har Cassini ikke mulighet til å samle inn denne typen stoffer, så slike analyser må i så fall gjøres av en fremtidig romsonde.

Hva slags liv vil det i så fall være snakk om? Fåglarna vet, men siden det befinner seg utenfor rekkevidden til direkte sollys vet vi at det i hvert fall ikke kan være basert på fotosyntese. Et forslag er muligheten for mikroorganismer som spiser acetylen (sveisegass) som de omdanner til etanol (altså drikkesprit) og acetat.

Forløpig er det dessverre ingen konkrete planer om en romsonde som kan undersøke om Enceladus faktisk spyr ut biologisk produserte molekyler i isfontenene rundt sydpolen. Hovedgrunnen til dette er ikke at det er umulig å gjennomføre, men at de store romorganisasjonene NASA og ESA i første omgang ser ut til å prioritere utforskningen av Mars. Uansett vil vi helt sikkert høre mer fra Enceladus i årene som kommer, så det er bare å lære seg navnet (tenk enchiladas).

Og hva hvis vi finner liv i solsystemet som har oppstått uavhengig av livet på jorda? Hvis liv har oppstått to steder bare i solsystemet vårt, kan vi vite at dannelsen av liv ikke er en ekstraordinær begivenhet, noe som igjen betyr at det må myldre av liv rundt om i galaksens mange planetsystemer. Enn så lenge må vi nøye oss med å vente og håpe.

2 comments

  1. MA · august 22, 2011

    Hei, pus!! ❤

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s