Bloque de construcción clave para la vida probablemente descubierto en una de las lunas de Saturno

Dec 13, 2023

Por Southwest Research Institute7 de octubre de 2022

En estas imágenes infrarrojas detalladas de la luna helada de Saturno, Encelado, las áreas rojizas indican hielo fresco que se ha depositado en la superficie. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Arizona/LPG/CNRS/Universidad de Nantes/Instituto de Ciencias Espaciales.

The subsurface ocean of SaturnSaturn is the sixth planet from the sun and has the second-largest mass in the Solar System. It has a much lower density than Earth but has a much greater volume. Saturn's name comes from the Roman god of wealth and agriculture." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Lo más probable es que la luna de Saturno sea rica en fósforo, un componente clave para la vida.

La búsqueda de vida extraterrestre se ha vuelto más intrigante ahora que un grupo de investigadores dirigido por el Dr. Christopher Glein del Southwest Research Institute encontró nueva evidencia de un componente clave para la vida en el océano subterráneo de la luna Encelado de Saturno. Según nuevos modelos, el océano de Encelado debería ser bastante rico en fósforo disuelto, un ingrediente crucial para la vida.

"Enceladus is one of the prime targets in humanity's search for life in our solar system," said Glein, a leading expert in extraterrestrial oceanography. He is a co-author of a paper recently published in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) describing this research. "In the years since NASAEstablished in 1958, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) is an independent agency of the United States Federal Government that succeeded the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). It is responsible for the civilian space program, as well as aeronautics and aerospace research. Its vision is "To discover and expand knowledge for the benefit of humanity." Its core values are "safety, integrity, teamwork, excellence, and inclusion." NASA conducts research, develops technology and launches missions to explore and study Earth, the solar system, and the universe beyond. It also works to advance the state of knowledge in a wide range of scientific fields, including Earth and space science, planetary science, astrophysics, and heliophysics, and it collaborates with private companies and international partners to achieve its goals." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">NASA's CassiniThe Cassini–Huygens Mission, generally called Cassini, was a joint mission between NASA, the European Space Agency and the Italian Space Agency to study the Saturn system. Launched in 1997, Cassin provided astronomers with a massive amount of data about Saturn and its rings, its magnetosphere, and its moons. Cassini reached the end of its journey in 2017 when it deliberately dived into Saturn's atmosphere, where it disintegrated like a meteor." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">La nave espacial Cassini visitó el sistema de Saturno, nos han sorprendido repetidamente los descubrimientos que han sido posibles gracias a los datos recopilados".

El científico principal de SwRI, el Dr. Christopher Glein, contribuyó a los nuevos hallazgos de que el fósforo en forma de ortofosfato (por ejemplo, HPO4-2) es probablemente abundante en el océano subterráneo de la luna Encelado de Saturno. Un océano de sosa o alcalino (que contiene NaHCO3 y/o Na2CO3) dentro de Encélado interactúa geoquímicamente con un núcleo rocoso. Los modelos indican que esta interacción promueve la disolución de los minerales de fosfato, lo que hace que el ortofosfato esté fácilmente disponible para la posible vida en el océano. Debido a que el fósforo es un ingrediente esencial para la vida, este hallazgo refuerza la creciente evidencia de habitabilidad dentro de esta pequeña luna de Saturno. Crédito: Instituto de Investigación del Suroeste

La misión Cassini detectó y analizó muestras del agua líquida subyacente de Encelado cuando columnas de granos de hielo y vapor de agua estallaron en el espacio desde grietas en la superficie helada de la luna.

"Lo que hemos aprendido es que la pluma contiene casi todos los requisitos básicos de la vida tal como la conocemos", dijo Glein. "Si bien el elemento bioesencial fósforo aún no se ha identificado directamente, nuestro equipo descubrió evidencia de su disponibilidad en el océano debajo de la corteza helada de la luna".

One of the most significant findings in planetary science in the last 25 years is that worlds with oceans under an ice surface layer are common in our solar system. The icy satellites of the large planets, including Europa, Titan, and Enceladus, as well as more distant entities like PlutoPluto is a dwarf planet in the Kuiper belt, a ring of bodies beyond Neptune. Discovered by American astronomer Clyde Tombaugh in 1930, it was originally considered the ninth planet from the Sun. Its status as a planet was questioned after other similar size objects were discovered in the Kuiper belt, and in 2006 the International Astronomical Union (IAU) officially reclassified it as a dwarf planet." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Plutón, son ejemplos de tales mundos. Los mundos con mares superficiales, como la Tierra, deben permanecer dentro de un rango estrecho de distancias de sus estrellas anfitrionas para mantener temperaturas adecuadas para el agua líquida superficial. Los mundos oceánicos de agua interior, por otro lado, pueden ocurrir a distancias mucho mayores, aumentando sustancialmente la cantidad de mundos habitables que se prevé que existan en toda la galaxia.

"La búsqueda de habitabilidad extraterrestre en el sistema solar ha cambiado de enfoque, ya que ahora buscamos los componentes básicos para la vida, incluidas las moléculas orgánicas, el amoníaco, los compuestos que contienen azufre y la energía química necesaria para sustentar la vida", dijo Glein. "El fósforo presenta un caso interesante porque trabajos anteriores sugirieron que podría ser escaso en el océano de Encelado, lo que atenuaría las perspectivas de vida".

Phosphorus in the form of phosphates is vital for all life on Earth. It is essential for the creation of DNADNA, or deoxyribonucleic acid, is a molecule composed of two long strands of nucleotides that coil around each other to form a double helix. It is the hereditary material in humans and almost all other organisms that carries genetic instructions for development, functioning, growth, and reproduction. Nearly every cell in a person's body has the same DNA. Most DNA is located in the cell nucleus (where it is called nuclear DNA), but a small amount of DNA can also be found in the mitochondria (where it is called mitochondrial DNA or mtDNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">DNA and RNARibonucleic acid (RNA) is a polymeric molecule similar to DNA that is essential in various biological roles in coding, decoding, regulation and expression of genes. Both are nucleic acids, but unlike DNA, RNA is single-stranded. An RNA strand has a backbone made of alternating sugar (ribose) and phosphate groups. Attached to each sugar is one of four bases—adenine (A), uracil (U), cytosine (C), or guanine (G). Different types of RNA exist in the cell: messenger RNA (mRNA), ribosomal RNA (rRNA), and transfer RNA (tRNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">ARN, moléculas portadoras de energía, membranas celulares, huesos y dientes en personas y animales, e incluso el microbioma del plancton del mar.

Los miembros del equipo realizaron modelos termodinámicos y cinéticos que simulan la geoquímica del fósforo en función de los conocimientos de Cassini sobre el sistema del lecho marino en Encelado. En el curso de su investigación, desarrollaron el modelo geoquímico más detallado hasta la fecha de cómo los minerales del fondo marino se disuelven en el océano de Encelado y predijeron que los minerales de fosfato serían inusualmente solubles allí.

"La geoquímica subyacente tiene una elegante simplicidad que hace que la presencia de fósforo disuelto sea inevitable, alcanzando niveles cercanos o incluso más altos que los del agua de mar de la Tierra moderna", dijo Glein. "Lo que esto significa para la astrobiología es que podemos estar más seguros que antes de que el océano de Encelado es habitable".

Según Glein, el siguiente paso está claro: "Necesitamos volver a Encelado para ver si un océano habitable está realmente habitado".

Referencia: "Se espera abundante fósforo para una posible vida en el océano de Encelado" por Jihua Hao, Christopher R. Glein, Fang Huang, Nathan Yee, David C. Catling, Frank Postberg, Jon K. Hillier y Robert M. Hazen, 19 de septiembre de 2022, Actas de la Academia Nacional de Ciencias.DOI: 10.1073/pnas.2201388119