Bulan Saturnus Enceladus terus -menerus mengeluarkan sejumlah besar partikel es ke luar angkasa, yang berasal dari lautan bawah permukaannya. Para peneliti di University of Stuttgart dan Freie Universität Berlin sekarang secara kimia menganalisis partikel yang baru dipancarkan yang berasal langsung dari lautan bawah permukaan Enceladus. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan data dari probe ruang Cassini. Mereka mampu mendeteksi perantara molekul organik yang berpotensi biologis yang relevan, yang dengan demikian ditemukan untuk pertama kalinya dalam partikel es dari lautan di luar bumi. Hasil penelitian telah diterbitkan dalam jurnal Astronomi Alam tersedia di https://doi.org/10.1038/s41550-025-02655-y.
Enceladus berukuran sekitar 500 kilometer dengan diameter; Permukaannya ditutupi oleh cangkang es dengan ketebalan rata-rata sekitar 25-30 kilometer. “Pada tahun 2005, pesawat ruang angkasa Cassini NASA menemukan awan besar partikel gas dan es di atas Kutub Selatannya,” jelas Dr. Nozair Khawaja, yang melakukan penelitian di Institute of Space Systems (IRS) di Universitas Stuttgart dan Institut Ilmu Geologi di Freie Universität Berlin.
Pengukuran yang dilakukan oleh Cassini kemudian mengungkapkan bahwa harus ada lautan air cair di dalam satelit. Mereka juga menunjukkan bahwa partikel es mengandung molekul organik. “Namun, partikel yang diperiksa tidak segar, tetapi sudah mengorbit bulan selama beberapa waktu,” menekankan Khawaja, yang sejak itu pindah ke Freie Universität Berlin sebagai pemimpin kelompok penelitian.
Penerbangan ke Ice Plume
Pada tahun 2008, Cassini terbang dua puluh satu kilometer di atas permukaan bulan ke tepi “bulu es dan gas.” Data yang dikumpulkan dalam proses ini karena itu berasal dari partikel es segar yang telah berada di interior satelit hanya beberapa menit sebelumnya. Khawaja, yang memimpin penelitian ini, kini telah mengevaluasi pengukuran ini bersama dengan kandidat doktor Thomas R. O'Sullivan, rekannya Stuttgart, Profesor Ralf Srama dari IRS, dan ilmu pengetahuan planet dan kelompok kerja Profesor Frankerg dari Freie Universität Berlin. Para peneliti dari AS dan Jepang juga berpartisipasi dalam penelitian ini.
“Analisis kami mengkonfirmasi hasil yang diperoleh dari analisis data cassini lainnya,” kata Khawaja. “Kita sekarang dapat cukup yakin bahwa kedua senyawa sederhana dan kompleks yang ditemukan dalam butiran es yang lebih tua di cincin E Saturnus juga berasal dari lautan Enceladus. Kami menduga bahwa molekul -molekul ini berpotensi disintesis di ladang hidrothermal yang sama di seluruh tanah.
Organik yang relevan untuk molekul biologis yang berpotensi
Para ilmuwan yang terlibat juga mengidentifikasi molekul -molekul yang belum pernah terdeteksi pada partikel es dari lautan di luar Bumi. Ini termasuk yang dapat berfungsi sebagai blok bangunan untuk senyawa kompleks. Molekul semacam itu, yang termasuk pirimidin, misalnya, juga telah terdeteksi pada asteroid Bennu dan Ryugu. Di Bumi, pirimidin adalah di antara komponen penting dari DNA.
Beberapa senyawa ini tidak ditemukan dalam partikel es yang dianalisis sebelumnya. Salah satu alasan untuk perbedaan ini mungkin adalah karena Cassini bepergian dengan kecepatan tinggi dalam perjalanannya ke bulu -bulu. Ini membuatnya lebih mudah untuk instrumen pengukuran pusat di atas probe ruang untuk mengumpulkan data yang dapat diandalkan pada partikel organik. Instrumen ini disebut “Cosmic Dust Analyzer” (CDA), yang merupakan jenis sensor yang dioperasikan oleh IRS di bawah arahan Ralf Srama. Pada dampak, fragmen spesies kimia dalam biji -bijian es kehilangan elektron dan menjadi bermuatan positif. Mereka tertarik pada elektroda bermuatan negatif dan mencapainya lebih cepat semakin ringan mereka.
Kecepatan penerbangan tinggi mengungkapkan sinyal tersembunyi dalam data cassini
Mengukur waktu transit dari semua fragmen bermuatan positif menghasilkan apa yang disebut spektrum massa. Dari sini, kesimpulan kemudian dapat ditarik tentang molekul asli. “Jika kecepatan pada saat tabrakan terlalu rendah, dalam beberapa kasus mungkin ada gangguan dalam spektrum massa CDA,” jelas Khawaja. “Tanda tangan yang ditinggalkan oleh molekul -molekul itu tidak dapat lagi ditafsirkan dengan jelas – mereka bertopeng, jadi untuk berbicara.”
Namun, Cassini bepergian dengan kecepatan yang sangat tinggi ketika terbang melewati bulu es dan gas pada tahun 2008: Probe berjalan dengan kecepatan hampir 65.000 km/jam, bukannya 40.000 km/jam atau kurang. Karena energi tinggi yang dilepaskan oleh tabrakan dengan partikel es pada kecepatan ini, pengaruh interferensi tertentu dalam beberapa CDA dari spektrum massa dapat dikesampingkan.
Hasil penelitian yang menjanjikan untuk misi ruang angkasa di masa depan
Cassini, pada kenyataannya, sejarah – penyelidikan itu sengaja jatuh pada tahun 2017. “Tetapi bahkan hari ini, data yang dicatat oleh instrumen pengukurannya bertahun -tahun yang lalu masih memberikan wawasan baru ke lautan di dalam bulan Saturnus,” jelas Frank Postberg dari Freie Universität Berlin. Temuan penelitian tentang Enceladus sangat menjanjikan bahwa Badan Antariksa Eropa (ESA) sudah merencanakan misi tindak lanjut di sana untuk tahun 2040. Di papan akan mengukur instrumen yang akan dapat mengekstraksi lebih banyak informasi dari partikel es di dalam satelit. “Hasil kami akan membantu merancang instrumen ini dan merencanakan misi ruang angkasa,” kata Khawaja.
Tentang penelitian ini
Ilmuwan dari University of Stuttgart, Freie Universität Berlin, Universitas Colorado, Boulder (AS), Universitas Washington, Seattle (AS), dan Institut Ilmu Pengetahuan Bumi (ELSI) di Institute of Science di Tokyo (Jepang) berpartisipasi dalam penelitian ini.
Kata -kata Latin Veritas, Justitia, dan Libertas, yang membingkai segel Freie Universität Berlin, berdiri untuk nilai -nilai yang telah mendefinisikan etos akademik Freie Universität sejak didirikan pada bulan Desember 1948.
