Organic compounds found in plumes ejected by Saturn’s moon Enceladus

Organic compounds have been discovered in plumes bursting through the surface crust of Saturn’s icy moon Enceladus. The discovery is the latest boost in the search for conditions that could support life beyond Earth.

Enceladus is known to have a liquid water ocean hidden below its frozen crust, and hydrothermal vents regularly eject liquid water, ice and material from the moon’s core out into space.

The newly-discovered molecules have been identified as nitrogen and oxygen-bearing compounds.

Similar compounds are involved in chemical reactions on Earth that produce amino acids: the building blocks of life.

The discovery was made using data from NASA’s Cassini mission, which ended in 2017.

The Cassini spacecraft spent 13 years orbiting Saturn, studying the planet and its moons, and one of its most daring manoeuvres was a series of dives through the plumes on Enceladus.

Data collected by Cassini throughout the mission will continue to be analysed by scientists for years to come.

“If the conditions are right, these molecules coming from the deep ocean of Enceladus could be on the same reaction pathway as we see here on Earth,” says Nozair Khawaja, who led the team behind the research, based at the Free University of Berlin.

“We don’t yet know if amino acids are needed for life beyond Earth, but finding the molecules that form amino acids is an important piece of the puzzle.”

The team analysed data from Cassini’s Cosmic Dust Analyzer (CDA), which detected ice grains in plumes emitted from the moon.

Mass spectrometer measurements were then used to analyse the organic material in the sample and define its composition.

The organics had originally dissolved in the ocean below Enceladus’s surface before evaporating, condensing and freezing onto ice grains within fractures in the moon’s crust.

A rising plume then blew the ice grains into space, where they were analysed by the CDA.

“Here we are finding smaller and soluble organic building blocks,” says study co-author Jon Hillier, “potential precursors for amino acids and other ingredients required for life on Earth.”

Datele din misiunea Cassini au scos la iveală compuși organici în jeturile ejectate din Enceladus similare cu cele implicate în dezvoltarea vieții pe Pământ.

Foto: O ilustrație care arată nava spațială Cassini care se scufundă printre jeturi pe luna lui Saturn Enceladus. Credit: NASA / JPL-Caltech

Compușii organici au fost descoperiți în jeturile care au izbucnit prin crusta de suprafață a lunii glaciare Enceladus a lui Saturn. Descoperirea este cel mai recent impuls în căutarea condițiilor care ar putea susține viața dincolo de Pământ.

Se știe că Enceladus are un ocean cu apă lichidă ascunsă sub scoarța înghețată, iar găurile de evacuare hidrotermale evacuează regulat apa lichidă, gheața și materialul din miezul lunii în spațiu.

Moleculele recent descoperite au fost identificate ca fiind compuși de azot și oxigen.

Compuși similari sunt implicați în reacțiile chimice de pe Pământ care produc aminoacizi: blocurile de viață.

Descoperirea a fost făcută folosind date din NASA’s Cassini mission, încheiată în 2017.

Nava spațială Cassini a petrecut 13 ani orbitând pe Saturn, studiind planeta și lunile sale, iar una dintre cele mai îndrăznețe manevre ale sale a fost  a series of dives through the plumes on Enceladus.

Datele colectate de Cassini pe tot parcursul misiunii vor continua să fie analizate de oamenii de știință și în anii următori.

Foto: O diagramă care arată procesul prin care materialul este evacuat de sub suprafața lunii Saturn Enceladus. Credit: NASA / JPL-Caltech

„Dacă condițiile sunt corecte, aceste molecule care provin din oceanul profund al Enceladului ar putea să fi urmat aceleași reacții chimice cu cele pe care le obținem aici pe Pământ”, spune Nozair Khawaja, care a condus echipa din spatele cercetării, cu sediul la Free University of Berlin .

„Încă nu știm dacă aminoacizii sunt necesari pentru viață dincolo de Pământ, dar găsirea moleculelor care formează aminoacizi este o componentă importantă a puzzle-ului.”

Echipa a analizat datele de la analizorul de praf cosmic Cassini (CDA), care a detectat boabe de gheață în jeturile emise de pe lună.

S-au utilizat apoi măsurători cu spectrometrul de masă pentru a analiza materialul organic din eșantion și pentru a defini compoziția acestuia.

Produsele organice s-au dizolvat inițial în ocean, sub suprafața lui Enceladus, înainte de a se evapora, condensa și îngheța pe grăunțele de gheață în crăpături ale scoarței lunare.

Un jet de materie a aruncat apoi grăunții de gheață în spațiu, unde au fost analizate de CDA.

„Aici găsim blocuri de construcții organice mai mici și solubile”, spune co-autorul studiului Jon Hillier, „potențiali precursori pentru aminoacizi și alte ingrediente necesare vieții pe Pământ”.

***