El fósforo, un elemento químico clave para muchos procesos biológicos, se ha encontrado en los granos helados emitidos por la pequeña luna y es probablemente abundante en su océano subsuperficial.
Utilizando datos recopilados por la misión Cassini de la NASA, un equipo internacional de científicos ha descubierto fósforo, un elemento químico esencial para la vida, encerrado dentro de granos de hielo ricos en sal expulsados al espacio desde Encelado.
Se sabe que la pequeña luna posee un océano subsuperficial, y el agua de ese océano entra en erupción a través de grietas en la corteza helada de Encélado como géiseres en su polo sur, creando una pluma. El penacho luego alimenta el anillo E de Saturno (un anillo débil fuera de los anillos principales más brillantes) con partículas heladas.
Durante su misión en el gigante gaseoso de 2004 a 2017, Cassini voló a través de la pluma y el anillo E en numerosas ocasiones. Los científicos descubrieron que los granos de hielo de Encélado contienen una rica variedad de minerales y compuestos orgánicos, incluidos los ingredientes para los aminoácidos, asociados con la vida tal como la conocemos.
Visto como un arco brillante en esta observación de 2006 por Cassini, el anillo E de Saturno se alimenta con partículas heladas de la pluma de Encelado, creando dedos tenues de material brillante que está retroiluminado por el Sol. El hemisferio sombreado de la luna se puede ver como un punto oscuro dentro del anillo. Crédito: NASA / JPL / Instituto de Ciencias Espaciales
El fósforo, el menos abundante de los elementos esenciales necesarios para los procesos biológicos, no se había detectado hasta ahora. El elemento es un bloque de construcción para el ADN, que forma cromosomas y transporta información genética, y está presente en los huesos de mamíferos, membranas celulares y plancton que habita en el océano. El fósforo es también una parte fundamental de las moléculas portadoras de energía presentes en toda la vida en la Tierra. La vida no sería posible sin ella.
“Anteriormente encontramos que el océano de Encélado es rico en una variedad de compuestos orgánicos”, dijo Frank Postberg, científico planetario de la Freie Universität Berlin, Alemania, quien dirigió el nuevo estudio, publicado el miércoles 14 de junio en la revista Nature. “Pero ahora, este nuevo resultado revela la clara firma química de cantidades sustanciales de sales de fósforo dentro de partículas heladas expulsadas al espacio por la pluma de la pequeña luna. Es la primera vez que se descubre este elemento esencial en un océano más allá de la Tierra”.
El análisis previo de los granos de hielo de Encélado reveló concentraciones de compuestos que contienen sodio, potasio, cloro y carbonato, y los modelos informáticos sugirieron que el océano subsuperficial es de alcalinidad moderada, todos factores que favorecen las condiciones habitables.
La corteza helada en el polo sur de Encélado exhibe grandes fisuras que permiten que el agua del océano subsuperficial rocíe el espacio como géiseres, formando una columna de partículas heladas. La nave espacial Cassini de la NASA, que capturó estas imágenes en 2009, tomó muestras de esas partículas para revelar los químicos contenidos en el océano. Crédito: NASA / JPL / Instituto de Ciencias Espaciales
Encelado y más allá
Para este último estudio, los autores accedieron a los datos a través del Sistema de Datos Planetarios de la NASA, un archivo a largo plazo de productos de datos digitales devueltos de las misiones planetarias de la agencia. El archivo es administrado activamente por científicos planetarios para ayudar a garantizar su utilidad y usabilidad por parte de la comunidad científica planetaria mundial.
Los autores se centraron en los datos recopilados por el instrumento Cosmic Dust Analyzer de Cassini cuando tomó muestras de partículas heladas de Encelado en el anillo E de Saturno. Se analizaron muchas más partículas de hielo cuando Cassini voló a través del anillo E que cuando atravesó solo la pluma, por lo que los científicos pudieron examinar un número mucho mayor de señales de composición allí. Al hacer esto, descubrieron altas concentraciones de fosfatos de sodio, moléculas de sodio, oxígeno, hidrógeno y fósforo químicamente unidos, dentro de algunos de esos granos.
Los coautores en Europa y Japón llevaron a cabo experimentos de laboratorio para demostrar que el océano de Encélado tiene fósforo, unido dentro de diferentes formas solubles en agua de fosfato, en concentraciones de al menos 100 veces la de los océanos de nuestro planeta. Otros modelos geoquímicos realizados por el equipo demostraron que una abundancia de fosfato también puede ser posible en otros mundos oceánicos helados en el sistema solar exterior, particularmente aquellos que se formaron a partir de hielo primordial que contiene dióxido de carbono, y donde el agua líquida tiene fácil acceso a las rocas.
“Las altas concentraciones de fosfato son el resultado de las interacciones entre el agua líquida rica en carbonato y los minerales rocosos en el fondo oceánico de Encélado y también pueden ocurrir en varios otros mundos oceánicos”, dijo el coinvestigador Christopher Glein, científico planetario y geoquímico del Southwest Research Institute en San Antonio, Texas. “Este ingrediente clave podría ser lo suficientemente abundante como para albergar vida en el océano de Encelado; Este es un descubrimiento impresionante para la astrobiología”.
Aunque el equipo científico está entusiasmado de que Encélado tenga los bloques de construcción para la vida, Glein enfatizó que no se ha encontrado vida en la luna, ni en ningún otro lugar del sistema solar más allá de la Tierra: “Tener los ingredientes es necesario, pero pueden no ser suficientes para que un entorno extraterrestre albergue vida. Si la vida podría haberse originado en el océano de Encélado sigue siendo una pregunta abierta”.
La misión de Cassini llegó a su fin en 2017, con la nave espacial ardiendo en la atmósfera de Saturno, pero el tesoro de datos que recopiló seguirá siendo un rico recurso en las próximas décadas. Cuando se lanzó, la misión de Cassini era explorar Saturno, sus anillos y lunas. La variedad de instrumentos de la misión insignia terminó haciendo descubrimientos que continúan impactando mucho más que la ciencia planetaria.
“Este último descubrimiento de fósforo en el océano subsuperficial de Encélado ha preparado el escenario para lo que podría ser el potencial de habitabilidad para los otros mundos oceánicos helados en todo el sistema solar”, dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, que no participó en el estudio. “Ahora que sabemos que muchos de los ingredientes para la vida están ahí fuera, la pregunta es: ¿Hay vida más allá de la Tierra, tal vez en nuestro propio sistema solar? Siento que el legado perdurable de Cassini inspirará futuras misiones que podrían, eventualmente, responder a esa misma pregunta”.
Descripción de la imagen de portada: Durante un sobrevuelo de 2005, la nave espacial Cassini de la NASA tomó imágenes de alta resolución de Encelado que se combinaron en este mosaico, que muestra las largas fisuras en el polo sur de la luna que permiten que el agua del océano subsuperficial escape al espacio. Crédito: NASA / JPL / Instituto de Ciencias
Referencia: Jet Propulsion Laboratory, NASA, http://www.nasa.gov/cassini