Światło w brzuchu giganta, czyli o fosforze na Enceladusie

W dawnych czasach Ziemię zamieszkiwali giganci. Pochodzili od bogów, ale w przeciwieństwie do nich byli śmiertelni. Wyglądali dość diabolicznie, byli kudłaci, a zamiast nóg mieli węże. Jednym z nich był Enkelados. W czasie gigantomachii, wielkiej bitwy gigantów z bogami o władanie kosmosem, Enkelados walczył z wielką Ateną. Zabity w walce został rzucony na Ziemię i pogrzebany. I tu źródła podają różne miejsca – Sycylia albo Etna. Tak czy inaczej pod wulkanem.

Fontanna Enkeladosa (fragment), park w Wersalu (Paryż), źródło: Wikimedia, licencja: GNU FDL 1.2

Nic więc dziwnego, że jeden ze stu kilkudziesięciu naturalnych satelitów planety Saturn (jego greckim odpowiednikiem jest Kronos, z którego krwi zrodził się wspomniany gigant), zyskał nazwę Enceladus. Jeśli weźmiemy pod uwagę rozmiary, nie należy on do gigantów, jest szósty pod względem wielkości spośród księżyców Saturna, ma średnicę ok. 500 km. Enceladus to księżyc lodowy. Jego powierzchnia jest usiana kraterami, występują tam też gejzery. Zjawisko to jest znane pod nazwą kriowulkanizmu. Widać, że duch pogrzebanego pod którymś z wulkanów Enkeladosa ujawnia swoją prawdziwą naturę.

Gejzery na Enceladusie, źródło: Wikimedia, licencja: CC BY-SA 2.0

Na temat Enceladusa wiemy stosunkowo dużo, a to dzięki badaniom sondy Cassini-Huygens. Wystrzelona w 1997 roku miała za zadanie eksplorację Saturna, jego pierścieni oraz satelitów. Wyniki naukowe misji były wprost rewelacyjne. Sonda Cassini odkryła w pobliżu południowego bieguna Enceladusa gejzery, z których uwalniały się duże ilości materii. Uczeni analizujący wyniki badań uznali, że jest to potwierdzenie hipotezy mówiącej o tym, że pod lodową powierzchnią tego księżyca znajduje się duży ocean zawierający spore ilości ciekłej słonej wody. W wyrzucanych przez gejzery strugach odkryto gazowy wodór, który może powstawać tam w wyniku aktywności hydrotermalnej. Metody spektrometryczne pozwoliły także na odkrycie węglowodorów oraz dwutlenku węgla. Uznano, że obecność całego szeregu związków, zarówno nieorganicznych, jak też organicznych, może być oznaką istnienia pod lodową pokrywą jakichś prostych form życia. Jak dotąd wykryto jony sodu i potasu, węglany i wodorowęglany. Odczyn roztworu jest lekko alkaliczny. W czerwcu br. w czasopiśmie Nature wielonarodowy zespół autorów opublikował bardzo ciekawy artykuł dotyczący wyników badań wykonanych przez analizator pyłu kosmicznego (Cosmic Dust Analyzer, CDA). Urządzenie to jest tak naprawdę zaawansowanym spektrometrem mas. Uzyskane rezultaty zaskoczyły naukowców. Widma mas pokazały, że ocean Enceladusa jest naprawdę solidnie zasolony, a wśród obecnych tam związków znaleziono, o dziwo, fosforany (głównie sodu). Nie znaleziono natomiast związków fosforu(III), co nie dziwi, ponieważ nie są one trwałe w roztworach alkalicznych.

Zważywszy na to, że już jakiś czas temu znaleziono tam związki azotu, można powiedzieć, że odkrycie fosforu dopełniło zestaw pierwiastków ważnych dla życia. Mamy tam bowiem węgiel, wodór, tlen, azot i fosfor. Warte podkreślenia jest to, że rozpuszczalne związki fosforu zostały po raz pierwszy wykryte w oceanie pozaziemskim. Przypomnę tylko, że fosfor wchodzi w skład bardzo ważnych związków spotykanych w organizmach żywych. Pisałem o tym jakiś czas temu. ATP, DNA, RNA, fosfolipidy… wszystkie one zawierają atomy fosforu.

Podsumujmy: mamy tam „zupkę” złożoną z wielu soli, a do tego takie związki organiczne jak proste aminy (dwumetylo- lub dwuetyloamina) oraz związki karbonylowe (kwas i aldehyd octowy). Prawdopodobnie występują tam też proste związki aromatyczne typu aniliny czy kwasu benzoesowego. Zestaw znajdowanych tam związków organicznych jest zadziwiająco zbliżony do tego, który można wykryć w znajdujących się na Ziemi kominach hydrotermalnych. Zjawiska na Ziemi są w sumie wynikiem ogrzewania skorupy ziemskiej m.in. przez rozpad pierwiastków promieniotwórczych. W przypadku Enceladusa brak takiego źródła energii. Przypuszcza się, że tam źródłem ciepła są tzw. siły pływowe. Właśnie stąd mamy na powierzchni tego księżyca tzw. tygrysie paski, ale też ciepło utrzymujące podlodowy ocean w stanie płynnym.

Działalność hydrotermalna na Enceladusie (wizja artystyczna), źródło: NASA-JPL,
licencja: domena publiczna

Z wyników tych analiz nie można w żadnym wypadku wyciągać wniosków co do istnienia jakichkolwiek pozaziemskich form życia, nawet prymitywnego, na Enceladusie.

Co dalej? NASA pracuje już nad projektem badań tego księżyca. Został on umieszczony na liście tzw. programu Flagship, który zaczął się jeszcze w latach 70. XX w., od projektu Voyager. Misja nr 9 na tej liście, wstępnie nazwana Enceladus Orbilander, jest planowana na koniec lat 30., przy czym próbnik miałby rozpocząć badania gejzerów na początku lat 50., a po półtorarocznym orbitowaniu planowane jest lądowanie na powierzchni.

Jednak od tego dzieli nas co najmniej 20 lat. Może do tego czasu Marcin Czerwiński napisze coś o krwi Enkeladosa (w końcu zrodził się z krwi Kronosa), a Piotr Gąsiorowski umieści gigantów w jakimś drzewie filogenetycznym. A tytułowe światło nawiązuje oczywiście do etymologii słowa “fosfor”, o którym pisałem tutaj.

Literatura dodatkowa

Cosmic Dust Analyzer

Związki organiczne na Enceladusie

Przegląd związków odkrytych na Enceladusie

Jak grawitacja ogrzewa wnętrze tego księżyca

Czy na Enceladusie jest życie?

5 thoughts on “Światło w brzuchu giganta, czyli o fosforze na Enceladusie

  1. Przepraszam ale z czyjej w końcu krwi zrodził się Enkelados? Z krwi Kronosa [Saturna]? Jak stoi na początku artykułu, czy z krwi Uranosa jak jest napisane w końcówce?

    • Masz rację, nie wiem skąd mi się ten Uranos przyplątał. Kronos, oczywiście Kronos.
      Poprawiłem.

      2
  2. Tak sobie (pół-żartem) myślę, że pogrzebanie Enkeladosa pod Etną, to średni pomysł. Byłoby tam tłoczno. Zwłaszcza że „swego czasu” niejaki Zeus przygniótł tym wulkanem (a ściślej mówiąc, wielkim głazem, który stał się Sycylią) giganta/potwora Tyfona, ostatecznie go grzebiąc. Gdy biedaczysko zbierze siły i próbuje się wydostać, wulkan wybucha. Zresztą, pięknie opisuje to, słowami tytana Prometeusza, Ajschylos w dramacie Prometeusz Skowany.

    Mówiąc bardziej poważnie, nie jestem pewien, czy dane z misji Cassini-Huygens dają nam podstawę do tego, by powiedzieć, że o Enceladusie i jego charakterystyce wiemy „całkiem dużo”. To oczywiście subiektywne, aczkolwiek silne, odczucie. Dlatego z niecierpliwością czekam na kolejne dane i misje.

    Dziękuję za artykuł! Proszę częściej! 😀

    • Dzięki za komentarz, Wojtku. Tak z tą Etną pomysł był marny. Co do tego, że wiemy całkiem dużo – porównuję z innymi księżycami, np. Europą. To może zmienić sonda JUICE wysłana wiosną tego roku.

      1
      • Gdy porównamy dane o Enceladusie z tym, co wiemy o innych księżycach, rzeczywiście możemy pokusić się o takie założenie. To prawda. Rzecz jasna trzymamy kciuki za Juice, a także przyszłoroczną misję Europa Clipper i inne.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *