Nuevos análisis de la sonda Cassini encuentran cianuro de hidrógeno y compuestos orgánicos oxidados en Encelado, ingredientes clave para la vida, y la energía necesaria para sostenerla
Imagen: El agua del océano subterráneo de la luna Encélado de Saturno brota de enormes fisuras hacia el espacio. La nave espacial Cassini de la NASA, que capturó esta imagen en 2010, tomó muestras de partículas heladas y los científicos continúan haciendo nuevos descubrimientos a partir de los datos. NASA/JPL-Caltech/Instituto de Ciencias Espaciales
Encelado, una luna helada de Saturno, esconde un océano bajo su corteza y lanza al espacio chorros de vapor y partículas de hielo, lo que los científicos llaman penachos. En esos penachos aparecen compuestos orgánicos, moléculas de carbono como las que conocemos en la química de la vida. Los científicos ya sabían que en los enormes penachos de hielo y vapor de agua que brotaban de Encelado había compuestos orgánicos. Varios de esos compuestos son importantes para la vida tal y como la entendemos en la Tierra. Ahora, un equipo que ha revisado los datos de la misión Cassini va un paso más allá en la habitabilidad. El grupo presenta una fuerte confirmación de cianuro de hidrógeno, una molécula clave en los escenarios sobre el origen de la vida.
El estudio también revela indicios de una fuente potente de energía química en el océano escondido bajo la superficie helada. Ese océano alimenta el penacho que vemos salir por grandes fisuras del polo sur. La fuente de energía, no identificada hasta ahora con claridad, aparece en forma de varios compuestos orgánicos que muestran señales de oxidación. En la Tierra, algunos de esos compuestos sirven de combustible para organismos que viven sin luz.
Los resultados, publicados en Nature Astronomy, apuntan a que dentro de esta pequeña luna hay mucha más energía química de la que se pensaba. Cuanta más energía disponible, mayor probabilidad de que la vida pueda proliferar y mantenerse.
La nave espacial Cassini de la NASA capturó esta imagen del reflectante Encelado, visible en el centro, mientras orbita Saturno. En la imagen de 2007 también aparecen otras dos lunas: Pandora, una mancha brillante que flota cerca de los anillos, y Mimas, en la parte inferior derecha.
NASA/JPL/Instituto de Ciencias Espaciales
“Nuestro trabajo aporta más pruebas de que Encelado alberga algunas de las moléculas más importantes tanto para crear los componentes básicos de la vida como para sostener esa vida a través de reacciones metabólicas”, dijo el autor principal, Jonah Peter, estudiante de doctorado en la Universidad de Harvard que realizó gran parte de la investigación mientras trabajaba en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL), en el sur de California. “Encelado no solo parece cumplir los requisitos básicos de habitabilidad, ahora tenemos una idea de cómo podrían formarse allí biomoléculas complejas y de qué tipos de rutas químicas podrían estar implicadas”.
Cassini captó imágenes de Encelado mientras orbitaba Saturno, con vistas del brillante hemisferio helado y de otras lunas cercanas. Las fotografías muestran los chorros cruzando el borde del polo sur, escenas que acabaron por cambiar nuestra visión de los mundos oceánicos.
“El descubrimiento de cianuro de hidrógeno fue particularmente emocionante, porque es el punto de partida de la mayoría de las teorías sobre el origen de la vida”, señaló Peter. La vida, tal y como la conocemos, requiere bloques de construcción como los aminoácidos, y el cianuro de hidrógeno es una de las moléculas más importantes y versátiles para formarlos. Como sus moléculas pueden encadenarse de muchas maneras, los autores del estudio se refieren al cianuro de hidrógeno como la navaja suiza de los precursores de aminoácidos.
“Cuanto más intentábamos buscar fallos en nuestros resultados probando modelos alternativos”, añadió Peter, “más fuertes se volvían las pruebas. Al final, quedó claro que no hay forma de reproducir la composición del penacho sin incluir cianuro de hidrógeno”.
Penachos de metano y cianuro
En 2017, los científicos ya habían encontrado en Encelado señales de una química que podría ayudar a sostener vida en su océano, si esta existiera. La combinación de dióxido de carbono, metano e hidrógeno en el penacho sugería metanogénesis, un proceso metabólico que produce metano. La metanogénesis es común en la Tierra y pudo ser crítica en el origen de la vida de nuestro planeta.
El nuevo trabajo descubre indicios de fuentes de energía química adicionales, más potentes y diversas que la simple producción de metano. Los autores hallaron un conjunto de compuestos orgánicos oxidados, algo que indica a los científicos que hay muchas vías químicas capaces de sostener vida en el océano subterráneo de Encelado. La oxidación ayuda a impulsar la liberación de energía química, un motor útil para el metabolismo.
“Si la metanogénesis es como una pequeña pila de reloj, en términos de energía, entonces nuestros resultados sugieren que el océano de Encelado podría ofrecer algo más parecido a una batería de coche, capaz de proporcionar una gran cantidad de energía a cualquier vida que pudiera estar presente”, dijo Kevin Hand, del JPL, coautor del estudio y responsable del esfuerzo que condujo a estos resultados.
A diferencia de trabajos anteriores que usaron experimentos de laboratorio y modelos geoquímicos para replicar las condiciones que Cassini detectó en Encelado, los autores de esta investigación se basaron en análisis estadísticos detallados. Examinaron datos recogidos por el espectrómetro de masas de iones y neutros de Cassini, que estudió los gases, los iones y los granos de hielo alrededor de Saturno.
Al cuantificar la información contenida en los datos, los autores pudieron extraer diferencias sutiles en cómo explican distintas sustancias químicas la señal de Cassini. Ese enfoque les permitió comparar combinaciones plausibles de compuestos sin forzar el ajuste.
“Hay muchas piezas potenciales que encajar cuando se intenta reproducir los datos observados”, explicó Peter. “Usamos matemáticas y modelización estadística para averiguar qué combinación de piezas encaja mejor con la composición del penacho y aprovecha al máximo los datos, sin sobreinterpretar un conjunto limitado”.
Los científicos aún están lejos de responder si la vida podría originarse en Encelado. No obstante, como señala Peter, el nuevo trabajo traza rutas químicas para la vida que pueden probarse en el laboratorio. Ese tipo de pruebas ayudaría a descartar alternativas y a afinar las condiciones necesarias.
Mientras tanto, Cassini sigue dando frutos mucho después de demostrar que Encelado es una luna activa. En 2017, la misión terminó con una inmersión controlada en la atmósfera de Saturno. “Nuestro estudio demuestra que, aunque la misión de Cassini ha terminado, sus observaciones siguen proporcionándonos nuevas pistas sobre Saturno y sus lunas, incluida la enigmática Encelado”, dijo Tom Nordheim, científico planetario del JPL, coautor del estudio y miembro del equipo de Cassini.
El interés por este pequeño mundo helado no disminuye. Con cada nueva lectura del archivo de Cassini, la imagen de un océano químicamente dinámico se vuelve más nítida. Si alguna vez hubo un lugar lejos del Sol donde la química quiso probar suerte, Encelado se ha ganado estar en la lista.
REFERENCIA
Detection of HCN and diverse redox chemistry in the plume of Enceladus
