Saturnus måne Enceladus är ett högintressant besöksmål.

 

Ingen farkost har någonsin landat på månen Enceladus som är en måne utsedd som högintressant att utforska av ESA (European Space Agency). En intressant måne för en framtida rymdstation.  

Enceladus har en isig skorpa under vars yta finns ett hav. Vattenplymer bryter fram genom sprickor i isen och skjuter ut i rymden. Om en farkost samlar in prover från dessa plymer av vatten i dessa utkast och  vattnet analyseras kan vi finna om det finns liv i vattnet eller om det är sterilt.

Det är vetenskapligt accepterat att det finns tre villkor för om en " miljö" potentiellt ska kunna stödja liv som vi känner det: närvaron av flytande vatten, en energikälla och en specifik uppsättning kemiska grundämnen. Möjligheten att Enceladus har detta anses stor.

Enceladus uppfyller alla tre kriterierna. Plymerna som kastas ut ur den isiga skorpan är som vi redan vet rika på organiska föreningar, varav några är viktiga för att liv ska uppstå. Havet verkar också innehålla en ännu okänd kraftfull källa till kemisk energi som kan ge bränsle till levande organismer.

Ett rymdskepps besök och inhämtning av vatten mm på denna måne är ett projekt som planeras av ESA som skulle ge ny kunskap: Det skulle  ge Europa en unik framskjuten plats inom astronomin. "En undersökning av tecken på tidigare eller nuvarande liv runt Saturnus (på dess månar inte bara Enceladus flera här är intressanta) har aldrig tidigare gjorts. Det skulle garantera ESA:s ledarskap inom planetforskning i årtionden framöver beskriver ESA:s forskningschef, professor Carole Mundell.

Detta planerade framtida  uppdrag till "jätteplaneternas månar" är det första i en serie av tre planerade för ESA:s planerade Voyage 2050-program, som ska kompletteras med ett urval av medel- och snabbklassuppdrag. Tillsammans kommer uppdragen att skapa en mångfald och smidighet under de kommande två årtiondena vilket kommer att uppfylla de europeiska forskarsamhällenas ambitioner. "Genom att noggrant planera Voyage 2050 ser vi till att ESA:s rymdforskningsprogram säkrar en uppsättning framåtblickande uppdrag i världsklass för framtida generationer", beskriver professor Mundell.

Bild https://www.esa.int/ genomskärning av månen Enceladus.

Fler bevis är framlagda på möjligt liv i havet på månen Enceladus

 

Enceladus är en av Saturnus månar. Den  har en ocean av vatten under sin tjocka isyta.

Ett team av forskare där bland annat Dr. Christopher Glein från Southwest Research Institutes ingår har framlagt nya bevis för en viktig byggsten för livsmöjligheter i havet under  Enceladus isyta. Genom datamodellering indikeras att Enceladus hav bör vara relativt rikt på upplöst fosfor. Fosfor är en viktig ingrediens för livet.

Glein är en ledande expert på utomjordisk oceanografi. Han är medförfattare till en ny artikel i Proceedings of the National Academy of Sciences där dessa antagna bevis beskrivs.

Rymdfarkosten Cassini som kretsade över månen 2005 upptäckte för första gången att Enceladus hade flytande vatten under sin yta då gejsrar av iskorn och vattenånga utbröt från sprickor i isen och analyserade prover från denna. 

"Vad vi har lärt oss är att gejsern innehöll nästan alla grundläggande ämnen för liv som vi känner det", sa Glein. "Medan det bioessentiella elementet fosfor ännu inte  identifierades direkt eller hittades i analysen av vattenångan upptäcktes det däremot nu genom ovan datamodell där team fann bevis för dess tillgänglighet i havet under månens isiga skorpa." 

En av de mest djupgående upptäckterna inom planetvetenskapen under de senaste 25 åren är att världar med hav under ett ytskikt av is är vanligt i vårt solsystem. Sådana världar inkluderar de isiga månarna över Saturnus, Jupiter, Uranus och Neptunus och då är i första hand Jupiters måne Europa, Saturnus måne Titan och Enceladus liksom mer avlägsna kroppar som dvärgplaneten Pluto som intressantast.

Världar som jorden däremot med flytande hav på sin yta måste ligga inom ett smalt avstånd från sin sol. Någon sådan värld finns inte utöver Jorden i vårt solsystem i dag, Eventuellt har Mars haft hav i perioder tidigare.  

Inre vattenhavsvärldar (under is) kan dock finnas över ett mycket bredare spektrum av avstånd från sin sol vilket kraftigt utökar antalet världar med livsformer som sannolikt kan existera i Vintergatan. "Strävan efter utomjordiskt liv i solsystemet har skiftat fokus eftersom vi nu i första hand letar efter byggstenarna för liv, inklusive organiska molekyler, ammoniak, svavelbärande föreningar samt den kemiska energi som behövs för att stödja liv," säger Glein. "Fosfor är intressant då det i tidigare teorier ansågs vara knappt i Enceladus hav vilket skulle dämpa utsikterna för liv där."

Fosfor i form av fosfater är avgörande för allt liv på jorden. Det är viktigt för skapandet av DNA och RNA, energibärande molekyler, cellmembran, ben och tänder hos människor och djur och även havets mikrobiom av plankton.

Teamets medlemmar utförde termodynamisk och kinetisk modellering som simulerar fosforns geokemi baserat på fynd från Cassini analys av gejsern på Enceladus. Under sin forskning utvecklade teamet den mest detaljerade geokemiska modellen hittills av hur havsbottenmineraler löses upp i Enceladus hav och förutspådde att fosfatmineraler skulle vara ovanligt lösliga där.

"Den underliggande geokemin har en elegant enkelhet som gör närvaron av upplöst fosfor oundviklig och når nivåer nära eller till och med högre än de i dagens hav på Jorden", säger Glein. "Vad det betyder för astrobiologi är att vi kan vara mer säkra än tidigare på att Enceladus hav kan ha liv."

Spännande tider väntar om vi får möjlighet att utforska detta hav någon gång i framtiden (min anm.).

Bild vikipedia på Saturnus största måne Enceladus i naturlig färg.  Bild tagen av farkosten Cassini 2017.

Expansionssprickor i månen Enceladus istäcke öppnar gejsrar

 

Enceladus är en av Saturnus månar och har en diameter av cirka 500 kilometer vilket motsvarar en knapp sjättedel av vår månes diameter. År 2006 registrerade Cassini-rymdfarkosten gejsrar som steg upp ur sprickor i isen nära sydpolen på Enceladus. En del så kraftiga som utkast av 200 kilo vatten per sekund.

I en ny studie föreslås nu hur detta kan ske i form av expanderande is som under tusenåriga kylcykler ibland knäcker månens isiga yta och då under hårt vattentryck sprutar ut vatten i form av gejsrar. Månens yta är täckt av ett islager av ca 20-30 kilometers tjocklek. Temperaturen på ytan är ca -201 Celsius.  Ett decennium av data från NASA:s Cassini-Huygens -uppdrag gav bevis på att det finns ett flytande hav inunder det isiga skalet och att det därifrån genom ökat vattentryck uppstod tillfälliga sprickor i isen i form av gejsrar.

"Det fängslade både forskarnas och allmänhetens uppmärksamhet", säger Max Rudolph, biträdande professor i geofysik vid University of California, Davis och huvudförfattare till den nya studien som beskrivit detta fenomen. Studien publicerades i Geophysical Research Letters.

Rudolph och hans kollegor använde en fysikbaserad modell för att kartlägga de förhållanden som kunde tillåta sprickornas uppkomst till ytan från havet därunder och orsaka gejserutbrotten. Modellen arbetade utefter cykler av uppvärmning och kylning under en tidsrymd i en skala av hundra miljoner år och ha ett samband med förändringar i Enceladus omloppsbana runt Saturnus.

Under varje cykel genomgår isens yta en upptiningsperiod och en period av förtjockning av isen. Förtjockningen sker genom frysning vid isens yta ner mot botten en naturlig isfrysning som växer nedåt likt is på en sjö på jorden gör vintertid, säger Rudolph.

Trycket från denna nedåt expanderande is av havet är en möjlig mekanism som forskare föreslår som förklaringen till Enceladus gejsrar. När den yttre isens yta fryser och isen ökar i tjocklek ökar trycket på havet under isen genom att is har större volym än vatten. Det då ökande trycket på vattnet skapar då rörlighet i isen då vattnets expansion och tryck gör att vattnet söker vägar  i sin expansion att hitta någonstans att ta vägen och då söker efter eller bildar sprickor i svagare is och då når ytan 20-30 kilometer ovan. En trolig förklaring av gejsrarna på denna måne.

Men samma förklaring kan inte förklara gejserutbrott på Jupiters måne Europa vilken likt Enceladus är en annan isig månvärld ungefär lika stor som jordens egen måne.

Denna mekanism för havstryck och spontant utbrott kan inte förklara det som sker på månen Europa, säger Rudolph. Ytterligare forskning och observation på månen behövs för att fastställa de potentiella orsakerna till månen Europas utbrott. Rudolph ser fram emot Europa Clipper - uppdraget, rymdfarkosten som för närvarande monteras av NASA för att lära mer om de geologiska processerna på månen Europa.

Bild från vikipedia på Saturnus måne Enceladus. Belägg för en underjordisk ocean av flytande vatten på Enceladus rapporterades den 3 april 2014. Bilden är en konstnärlig tolkning av hur det kan se ut där.

Månen Enceladus gejsrar innehåller metan vilket indikerar att liv kan finnas i havet under isen.

 

En okänd men bekräftad metanproducerande process sker i havet under isen på Saturnus måne Enceladus visar en ny studie publicerad i Nature Astronomy av forskare vid University of Arizona och Paris Sciences & Lettres University.

Gigantiska plymer av vatten som bryter upp genom isen från Enceladus har länge fascinerat både forskare och allmänhet vilket inspirerat till  spekulationer om det vidsträckta havet som tros finnasmellan månens steniga kärna och dess istäckta yta. Cassini (rymdfarkosten) upptäckte en relativt hög koncentration av vissa molekyler särskilt dihydrogen, metan och koldioxid när denna tog prov vid genomflygning av en gejser över månen.

 Mängden metan som hittades i kaskaden var oväntad. Teamet ovan fick möjlighet att analysera provet och ur detta har nu teorier utarbetats om vad som sker under isen och vad som finns där och varför. För det första gjordes bedömning av vilken hydrotermisk produktion av dihydrogen som bäst skulle passa in i Cassinis observationer och om denna produktion kunde ge tillräckligt med "näring" för att upprätthålla en population av jordliknande väteotrofa metanogener.

För att göra det utvecklade de en modell för förökningstakten hos en hypotetisk väteotrofisk metanogen, vars termiska och energiska nisch modellerades utefter kända stammar av desamma på jorden.

Forskarna körde sedan modellen i en datasimulering för att se om en viss uppsättning kemiska förhållanden såsom dihydrogenkoncentrationen i hydrotermisk vätska, och vilken temperatur som skulle ge en lämplig miljö för dessa mikrober att växa. De undersökte också på vilken effekt en hypotetisk mikrobpopulation skulle ha på sin miljö, till exempel på utsläppshastigheten av dihydrogen och metan i en gejser.

"Sammanfattningsvis kan vi inte bara utvärdera om Cassinis observationer är förenliga med en miljö som är möjlig för livsformer utan vi kan enbart göra kvantitativa förutsägelser om observationer som kan förväntas, om metanogenes faktiskt inträffar i Enceladus havsbotten", förklarade Ferriere.

 

Resultaten tyder på att även den högsta möjliga uppskattningen av abiotisk metanproduktion - eller metanproduktion utan biologiskt stöd - baserad på känd hydrotermisk kemi är det långt ifrån tillräcklig för att förklara metankoncentrationen som mättes  i gejsern. Att tillsätta biologisk metanogenes till blandningen kan dock förklara produktionen av metan för att matcha Cassinis observationer.

"Vi drar naturligtvis inte slutsatsen att liv existerar i Enceladus hav", säger Ferriere. " Snarare ville vi förstå hur troligt det skulle vara att Enceladus hydrotermiska ventiler kunde vara beboeliga för jordliknande mikroorganismer.

En spännande resa i upptäckter kan det bli (min anm.) hur troligt är det att mikroorganismer finns här? Det kan vi bara spekulera över tills vi kan göra fler och djupare undersökningar på plats i djupet av månens hav.

Bild från vikipedia på Saturnus måne Enceladus tagen av Cassini vid dess överflygning 2007.

Under istäcket på månen Enceladus svallar havsvattnet.

 

Enceladus är en liten istäckt måne ca 500 kilometer i diameter innebärande endast en sjundedel så stor som vår måne. Det är den sjätte månen i storleksordning vid Saturnus. Trots sin ringa storlek uppmärksammades Enceladus av forskare 2014 vid en förbiflygning av Cassini-rymdfarkosten. Då upptäcktes bevis på stora undervattenshav och togs prov på vatten från ett gejserliknande utbrott genom en spricka i isen vid sydpolen (slumpen spelade farkosten i händerna så detta möjliggjordes).

Enceladus är en av de få platserna i solsystemet med flytande vatten en annan är Jupiters måne Europa som vi vet i dag. Det finns en del andra intressanta platser som även kan ha detta ex Saturnus sällan nämnda måne Japetus en stor måne som har en istäckt sida och en askgrå grussida. Enceladus är  för astrobiologer som söker efter tecken på liv därute.

Havet på Enceladus är  olikt jordens. Jordens hav är relativt grunda (i genomsnitt 3,6 km djupa) och täcker tre fjärdedelar av planetens yta och är varmare på ytan genom solens strålar och kallare i djupet nära havsbotten och har strömmar som påverkas av vind.

 Enceladus har ett underjordiskt hav som är minst 30 km djupt och kyls upptill nära isens yta och värms i botten av värme från månens kärna.

Trots dessa skillnader föreslår Caltech-doktoranden Ana Lobo (MS '17) att haven på Enceladus har strömmar som liknar dem på jorden. Arbetet bygger på mätningar från Cassini samt forskning av Andrew Thompson, professor i miljövetenskap och ingenjörsvetenskap som har studerat hur is och vatten interagerar för att driva havsvatten runt Antarktis.

 

Haven i Enceladus och på jorden delar en egenskap. De är salta. Och som framgår av resultaten som publicerades i Nature Geoscience den 25 mars kan variationer i salthalt fungera som drivkraft för havscirkulationen på Enceladus precis som de gör i jordens hav runt Antarktis.

Encecladus är en mycket intressant måne att besöka på djupet. Jag hoppas det snart blir möjligt att sända en farkost dit. En farkost med en robot som kan tränga ner i havet och söka efter liv och ta prover på vattnet där (min anm.)

Bild från vikipedia på Saturnus måne Enceladus taget av rymdfarkosten Cassini under 2005.