Wetenschappers detecteren fosfor op Enceladus: ScienceAlert

Fosfaten zijn voor het eerst ontdekt in een exotische omgeving. Deze ontdekking werd gedaan op de Saturnusmaan Enceladus en verhoogt de mogelijkheid van leven op de kleine, bevroren satelliet.

De fosforhoudende verbindingen in de damp die wordt uitgestoten door de Saturnusmaan Enceladus – het lichaam van het zonnestelsel met het grootste aandeel vloeibaar water in massa – zijn geïdentificeerd door een internationaal team onder leiding van planetaire wetenschapper Frank Postberg van de Vrije Universiteit van Berlijn in Duitsland. De gevonden hoeveelheden geven aan dat er mogelijk hoeveelheden zijn die 100 keer hoger zijn dan wat we hier op aarde hebben.

Dit betekent dat we nieuw bewijs hebben voor het begrijpen van oceaanwerelden in het zonnestelsel en daarbuiten. En aangezien fosfor een van de zes elementen is die op basis van water en organische chemie als cruciaal voor het leven worden beschouwd, verhoogt de ontdekking ervan de vooruitzichten voor leven op Enceladus aanzienlijk.

“Fosfor is een essentieel element voor planeetbewoning, maar tot nu toe is het niet gedetecteerd in een oceaan buiten de aarde. Eerdere geochemische modellen hebben gesuggereerd dat fosfaat schaars kan zijn in de buurt van Enceladus en andere ijskoude oceaanwerelden,” schrijven de onderzoekers in hun paper.

“In dit werk bieden we CDA-massaspectra van een groep E-ring-ijskorrels die de aanwezigheid van natriumfosfaat aantonen. Vervolgens voeren we overeenkomstige laboratoriumexperimenten uit om kwantitatief aan te tonen dat de oceaan van Enceladus rijk is aan opgelost fosfaat.”

Met een zevende van de grootte van de maan van de aarde lijkt Enceladus op het eerste gezicht misschien niet veel, maar er gebeurt veel onder zijn ijskoude buitenoppervlak. Toen de Saturnus-sonde Cassini voor het eerst warmwaterbronnen ontdekte die uit Enceladus uitbarstten, onthulde het het bestaan ​​van een wereldwijde oceaan, die vloeistof vasthoudt vanwege de warmte die wordt gegenereerd door het constante duwen van wolken. de maanZwaartekrachtinteractie met Saturnus.

Saturnus, en bij uitbreiding Enceladus, zijn ver verwijderd van de levensverzorgende warmte van de zon, waarvan de overgrote meerderheid van de voedselwebben van de aarde afhankelijk is. Maar hier op aarde, in de zeer donkere en koude gebieden van de diepzee waar zonlicht nauwelijks doordringt, gedijen chemie-afhankelijke voedselwebben rond warmteopeningen op de oceaanbodem.

Dat zou ook het geval kunnen zijn voor Enceladus, maar we kunnen er niet zomaar op springen en er tenminste een onderzeeër onderdoor sturen. 20 km (12 mijl) IJskorst om een ​​beetje te gluren.

Gelukkig is Enceladus een rommelig monster. Deze verwarmers zijn een actief en continu kenmerk; In feite creëren en onderhouden ze de buitenste E-ring van Saturnus, een wazige ring van materiaal die voornamelijk bestaat uit microscopisch kleine deeltjes waterijs, waar Enceladus zich comfortabel verstopt.

En Cassini, vóór zijn dramatische definitieve dood in de wolken van Saturnus eind 2017, bemonsterde die ring en verzamelde het glinsterende licht van het ijs.

In de fijne kneepjes van dit licht kunnen details over chemie worden onderscheiden. Elementen en verbindingen absorberen bepaalde golflengten en zenden ze weer uit naar andere; Door het licht in regenbogen te verdelen en te zoeken naar heldere en donkere delen, kunnen wetenschappers identificeren welke chemicaliën aanwezig zijn, net als een chemische vingerafdruk.

Postberg en zijn collega’s deden dit door gegevens van Cassini’s Cosmic Dust Analyzer-instrument te nemen en een uitgebreide analyse van 345 deeltjes uit te voeren. In negen van deze deeltjes identificeerden ze spectrale kenmerken die ze uniek vonden voor natriumfosfaat – een verbinding van natrium en fosfor.

Vervolgens voerden ze een experiment uit om te proberen het spectrum te repliceren, door een laser te schieten op een waterstraal waarin natriumorthofosfaat en diwaterstoffosfaat waren opgelost. Ze waren in staat om de chemische signatuur te reproduceren die ze vonden in de ijskorrels in de E-ring.De overvloed aan deze elementen die nodig zijn om het spectrum te reproduceren, duidt op een grote hoeveelheid natrium in de buurt van Enceladus.

“De detectie door het CDA van ijskorrels met hoge concentraties fosfaat geeft aan dat fosfor direct beschikbaar is in het bovenste deel van de oceaan van Enceladus (d.w.z. het brongebied van de pluim)” schrijven de onderzoekers. “Zelfs met een conservatieve marge, geeft onze schatting concentraties aan in de orde van grootte van ten minste honderden micromolair, en meerdere malen de gemiddelde fosfaatovervloed in de oceanen van de aarde.”

Dus waar komt fosfor vandaan? Enceladus ligt onder zijn vuile, vloeibare oceaan Er wordt aangenomen dat het een samengestelde kern heeft Van een soort gesteente dat chondrosarcomen wordt genoemd. Het team voerde experimenten in deze richting uit en ontdekte dat fosfor een onvermijdelijk product is van de reactie tussen alkalisch en carbonaatrijk oceaanwater en dit gesteente.

Dus niet alleen is fosfor waarschijnlijk overvloedig aanwezig op Enceladus, maar er is ook een plausibele bron voor.

De andere vijf van de zes interessante elementen – koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof en zwavel – zijn al geïdentificeerd in emissies van Enceladus, hoewel de detectie van zwavel voorlopig is.

nog steeds als zei Postberg de Europlanet Wetenschapsconferentie Vorig jaar “voldeed Enceladus nu aan wat algemeen wordt beschouwd als een van de strengste eisen voor bewoonbaarheid.”

Dus kunnen we daarheen gaan? Pleeeeeaaaaas?

Het onderzoek van het team wordt gepubliceerd in natuur.