SATURNOV mjesec Enkelad, jedan od najizglednijih kandidata za postojanje života u Sunčevom sustavu, od danas je uzdignut u još višu kategoriju.

Naime, novo istraživanje objavljeno u časopisu Nature, pokazalo je da u gejzirima koji izbijaju kroz njegovu ledenu koru postoje vrlo složene organske molekule kakve su do sada pronađene još samo na Zemlji.

Složene molekule kao na Zemlji

Autori pišu da ovo otkriće ukazuje da bi na površini Enkeladova oceana (odakle potječu kristalići leda u oblacima njegovih kriovulkana) mogao postojati tanak film bogat organskim tvarima sličan onome u površinskom sloju debljine jednog milimetra kakav je karakterističan za zemaljske oceane.

Na Zemlji on predstavlja granicu između atmosfere i oceana, a kemijski, fizikalno i biološki značajno se razlikuje od slojeva koji se nalaze samo nekoliko centimetara dublje. Njegova ključna karakteristika je da je bogat aminokiselinama, ugljikovodicima, masnim kiselinama i fenolima od kojih većinu stvaraju oceanski organizmi. Taj film nastaje zbog hidrofobnih svojstava mnogih organskih spojeva koja ih drže na površini vode.

U novom otkriću posebno se ističe to što su pronađene vrlo velike i složene molekule, mnogo složenije od metana koji je inače jedan od mogućih znakova postojanja života.

"Otkrili smo organske molekule s masama od preko 200 atomskih jedinica. To znači da su više od deset puta teže od metana", rekao je koautor studije geokemičar i planetarni znanstvenik Christopher Glein sa Southwest Research Instituta u San Antoniu u SAD-u.

Najveće molekule koje su ranije otkrivene na ovom malenom Saturnovu mjesecu imale su mase od oko 50 atomskih jedinica.

"Sa složenim organskim molekulama koje potječu iz njegova tekućeg oceana taj mjesec je jedino tijelo osim Zemlje koje istovremeno zadovoljava sve temeljne uvjete za postojanje života kakav poznajemo", naglasio je Glein.

Kemičar dr. sc. Nikola Biliškov s Instituta Ruđer Bošković ističe da uvijek treba imati na umu da postojanje života nije nužan preduvjet .za stvaranje složenih organskih molekula. One mogu nastati u abiotičkim kemijskim procesima.

"To potvrđuju mnogi laboratorijski eksperimenti, kao i otkrivene organske molekule na drugim planetima i njihovim mjesecima, pa čak i u međuplanetarnim i međuzvjezdanim oblacima", kaže Biliškov. 

No ipak, ističe da je vjerojatnost nastanka velikih, složenih organskih molekula u abiotičkim uvjetima znatno manja od nastanka malih molekula, poput metana.

"No, iako je ta vjerojatnost malena, ona je i dalje konačna, što znači da, ako procesi imaju dovoljno vremena, brojnost pojedinačnih nevjerojatnih događaja kroz dugo vremensko razdoblje može rezultirati nastankom značajne količine složene tvari. Eksperimenti, kojima se simuliraju prebiotički uvjeti na Zemlji pokazuju, međutim, da čak i prilično složene organske molekule nastaju vrlo brzo, samo im to treba omogućiti, a doista su brojni procesi koji to omogućuju."

Dio nečeg većeg

Složene molekule otkrila je letjelica Cassini tijekom svojih proleta kroz Saturnov prsten E koji je izgrađen od zamrznutih kristalića koje izbacuju Enkeladovi kriovulkani.

Analize su pokazale da su sastavljene od ugljika, vodika i dušika. Njihova struktura u obliku lanaca i prstenova ukazuje na mogućnost da su one zapravo dio još većih, još složenijih spojeva. Stručnjaci smatraju da molekule, nakon što nastanu u oceanima, na mjehurićima putuju prema površini gdje formiraju film bogat organskim spojevima. Mjehurići se potom rasprskavaju i šalju ih dalje uvis zajedno s izbačajima gejzira. Na taj način dižu se u velike visine odakle, pod utjecajem Saturnove gravitacije, odlaze u prsten E.

Enkelad ima sve što treba za život

Znanstvenici su već ranije objavili da je Enkelad jedan od glavnih kandidata za postojanje vanzemaljskog života, a mi smo o tome već pisali na Indexu.

Život kakvog poznajemo zahtijeva tri temeljna sastojka – tekuću vodu, izvor energije za metabolizam i bogatstvo kemijskih sastojaka, prije svega ugljika, vodika, dušika, kisika, fosfora i sumpora.

Jedna studija, koju su prije godinu dana u časopisu Science objavili znanstvenici misije Cassini, pokazala je da na Enkeladu postoje praktički svi navedeni uvjeti, uključujući i kemijsku energiju koja može podržavati život.

Ranija otkrića, objavljena 2015., utvrdila su pak da na Enkeladu postoje hidrotermalne aktivnosti. Štoviše, pokazala su da stjenovito dno sudjeluje u kemijskim reakcijama u kojima nastaje vodik.
        
Temperatura u oceanu pod njegovom ledenom korom najviša je upravo u području tzv. 'tigrovih pruga' iz kojeg gejziri izbacuju vodu koja se smrzava i u obliku kristalića leti daleko u svemir.

Istraživanja svemirskog teleskopa Hubblea i letjelice Cassini utvrdila su 2017. da Enkelad ima amonijak, CO2 i neke organske tvari. Također ima i vodik koji u ocean najvjerojatnije stiže iz hidrotermalnih izvora na dnu.

Prisutnost velikih količina vodika podrazumijeva pak da bi ga mikrobi - ako postoje ondje - u kombinaciji s CO2 otopljenim u vodi, mogli koristiti za stvaranje vlastite kemijske energije. Ova kemijska reakcija, poznata kao metanogeneza (budući da se u njoj stvara metan), predstavlja temelj života na Zemlji, a mogla je čak biti ključna za njegov nastanak.

Slični hidrotermalni izvori na Zemlji predstavljaju prave oaze života. Ondje život buja i bez potrebe za sunčevom svjetlošću, odnosno za fotosintezom. Naime, bakterije ondje koriste kemijsku energiju reakcija sumporovodika s kisikom te stvaraju molekule šećera koje su im hrana. Takve bakterije temelj su za razvoj drugih, viših organizama u hranidbenom lancu.

"Vodik je izvor kemijske energije koja održava mikrobe u Zemljinim oceanima u blizini hidrotermalnih izvora", rekao je fizičar Hunter Waite sa Southwest Research Instituta, glavni istraživač na Cassinijevom masenom spektrometru INMS.

"Kada jednom identificirate mogući izvor hrane za mikrobe, sljedeće se nameće pitanje 'koja je priroda složenih organskih tvari u oceanu?' Ovaj rad predstavlja prvi korak u tom razumijevanju – pokazuje složenost organske kemije iznad naših očekivanja", dodao je.

Optimizam, ali s oprezom

Biliškov upozorava da je nužan preduvjet života, među ostalim, nastanak dovoljno složenih molekula s funkcionalnošću proteina ili nukleinskih kiselina.

"Kao što znamo, proteine i nukleinske kiseline, glavne funkcionalne jedinice života na Zemlji, možemo zamisliti kao složene građevine sastavljene od relativno malog broja relativno jednostavnih 'cigli', odnosno svega 20 različitih aminokiselina i 5 dušikovih baza. No, za nastanak života nije bilo dovoljno da se te jedinice spoje u velike molekule, nego je bio potreban još jedan proces, čija je vjerojatnost još daleko manja. Naime, nastale molekule morale su se skupiti u dobro definiranu cjelinu, koja može razmjenjivati tvar s okolinom i koja se može razmnožavati, dajući potomke koji su vjerna kopija ishodnih sustava. S druge strane, iako je vjerojatnost nastanka takvog sustava toliko mala, najstariji mikrofosili nađeni na Zemlji pokazuju da se čak i to dogodilo relativno brzo, svega par stotina milijuna godina nakon nastanka Zemlje. Takvi nalazi idu u prilog hipotezi da život možda i nije toliko neuobičajena pojava i da možda doista možemo očekivati nalaženje nekog oblika života negdje u našem bliskom svemirskom susjedstvu", rekao je Biliškov.

"Rezultati objavljenog istraživanja značajni su, u smislu doprinosa razumijevanju raznolikosti organske kemije u izvanzemaljskim okolišima. Ipak, pritom se nikako ne smijemo zalijetati s presmionim zaključcima. Sve bi nas veselilo otkriće života izvan Zemlje, a to otkriće bi imalo nesagledive konzekvence na razumijevanje našeg položaja u svijetu. No, čak i eventualno otkriće života izvan Zemlje ne znači i to da smo otkrili inteligentni život, čije je postojanje još puno nevjerojatnije od postojanja života samog. U ovom trenutku, naša spoznaja na polju razumijevanja nastanka života još uvijek je vrlo udaljena od razumijevanja nastanka prijelaznog oblika, sustava na granici neživog i živog svijeta. Proučavanje tih procesa predmet je velikih napora ogromnog broja znanstvenika, koji vrijedno prikupljaju i interpretiraju opažanja i eksperimenta, ali i razvijaju teorije. Svako otkriće, kakvo je i ovo objavljeno u najnovijem broju Naturea, mali je, ali važan korak u razumijevanju tog velikog problema, zapravo jednog od najsloženijih pitanja s kojima smo suočeni", poručio je ruđerovac.