Komplexe organische Moleküle auf dem Saturnmond Enceladus
Physik-News vom 28.06.2018
Der Saturnmond Enceladus verbirgt unter seiner Eiskruste einen globalen Ozean aus flüssigem Wasser. Ein Detektor der Raumsonde Cassini hat nun von Enceladus ins All geschleuderte Eisteilchen aufgespürt, die organische Substanzen in hohen Konzentrationen enthalten. Sie weisen die typischen Strukturen von sehr komplexen makromolekularen Verbindungen auf. „Dies ist der erste Nachweis großer organischer Moleküle einer außerirdischen Wasserwelt. Sie können nur durch ebenfalls komplexe chemische Prozesse erzeugt werden“, so der Planetologe Privatdozent Dr. Frank Postberg vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg. Die Forschungsergebnisse wurden in „Nature“ veröffentlicht.
Enceladus gilt als eines der vielversprechendsten Objekte in unserem Sonnensystem, um nach außerirdischem Leben zu suchen. Der Saturnmond schleudert Eisteilchen in Form von mehreren hundert Kilometer großen Eisfontänen ins All, die vermutlich mit warmen Hydrothermalsystemen im Kern des Mondes in Verbindung stehen. Dabei werden aus dem Gesteinskern auch organische Verbindungen ausgewaschen, die sich im Wasserozean ansammeln und dann an die Oberfläche transportiert werden. Die Ozeanoberfläche befindet sich – in Spalten der Eiskruste – nur wenige hundert Meter unter der eisigen Oberfläche von Enceladus.
Publikation:
F. Postberg, N. Khawaja et al.
Macromolecular organic compounds from the depths of Enceladus
Nature
DOI: 10.1038/s41586-018-0246-4
Wie Dr. Postberg erläutert, sind die großen organischen Moleküle allerdings nicht wasserlöslich. Sie bestehen aus komplexen Mischungen ringfömiger (aromatischer) und linearer (aliphatischer) Bestandteile mit funktionellen Gruppen, die Sauerstoff und vermutlich Stickstoff enthalten, und werden teilweise aus Hunderten von Atomen gebildet. „Wahrscheinlich sorgen Gasbläschen für ihren Transport an die Ozeanoberfläche, wo sie einen organischen Film bilden“, so Dr. Nozair Khawaja, der die begleitenden Laborexperimente mit organischen Substanzen leitete. „Es scheint, als würde Enceladus sein organisches Inventar so aus den Tiefen des Ozeans in stark erhöhten Konzentrationen an die Wasseroberfläche bringen. Von dort aus wird es mit Ozeantröpfchen ins Weltall geschleudert.“
Mit den Daten des Cassini-Detektors konnten die Heidelberger Forscher nicht nur die Zusammensetzung des Ozeans von Enceladus, sondern auch die komplexe organische Chemie in seinen Tiefen untersuchen. „Die Entdeckung makromolekularer Verbindungen, die aus einer moderat warmen Wasserumgebung stammen, wird das Interesse an solchen Eismonden als mögliche Habitate extraterrestrischen Lebens weltweit befeuern“, sagt Prof. Dr. Mario Trieloff vom Klaus-Tschira-Labor für Kosmochemie, das am Institut für Geowissenschaften angesiedelt ist. Die vorliegenden Cassini-Daten allein erlauben jedoch keine definitive Antwort auf die Frage, ob diesen großen organischen Molekülen hydrothermale oder sogar biogene Prozesse zugrunde liegen. „Dies ließe sich allerdings relativ leicht mit einer zukünftigen Enceladus-Raummission klären“, erläutert der Wissenschaftler.
Die amerikanisch-europäische Cassini-Huygens-Mission wurde 1997 als gemeinsames Projekt der NASA und der ESA sowie der italienischen Raumfahrtagentur ASI gestartet. Von 2004 an befand sich Cassini im Saturnsystem und wurde im September 2017 kontrolliert in der Saturnatmosphäre zum Absturz gebracht, wo die Raumsonde verglühte. Die Daten, mit denen die Heidelberger Forscher gearbeitet haben, sind Bestandteil eines Datensatzes, der über 13 Jahre gesammelt wurde und die Wissenschaft noch eine Weile beschäftigen wird.
Diese Newsmeldung wurde mit Material idw erstellt.
