Enthüllung der Geheimnisse des Saturnmondes: Entdeckung von Aminosäuren in den Eiswolken von Enceladus

von Santiago Fernandez
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Enceladus Amino Acids

Eine bedeutende wissenschaftliche Entdeckung hat ergeben, dass Aminosäuren in den Eiswolken des Saturnmondes Enceladus in der Lage sind, Einschlägen mit hoher Geschwindigkeit standzuhalten. Dieser Befund stützt die Möglichkeit außerirdischen Lebens. Quelle: SciTechPost.com

Die Eiswolken von Enceladus könnten eine Quelle lebenswichtiger Bestandteile sein.

Die Entwicklung der Astrophysik-Technologie und -Forschung wirft immer wieder die Frage auf: Existiert Leben anderswo im Universum? Allein die Milchstraße ist die Heimat unzähliger Himmelskörper. Bei ihrer Suche nach außerirdischem Leben konzentrieren sich Wissenschaftler auf drei wesentliche Elemente: Wasser, Energie und organische Substanzen. Der Saturnmond Enceladus, der als „Ozeanwelt“ eingestuft wird, besitzt diese entscheidenden Komponenten und positioniert ihn als Schlüsselkandidaten auf der Suche nach Leben.

Entdeckungen von Cassini in Enceladus

Die NASA-Raumsonde Cassini stellte während ihrer zwei Jahrzehnte dauernden Mission fest, dass Enceladus Eiswolken mit einer Geschwindigkeit von bis zu 800 Meilen pro Stunde (400 m/s) ausstößt. Diese Fahnen sind ideal für Probenahmen und bieten Einblicke in die Ozeanzusammensetzung und das Bewohnbarkeitspotenzial des Mondes. Bisher war ungewiss, ob die Geschwindigkeit der Wolken organische Verbindungen in den Eiskörnern zerstören und möglicherweise die Proben beeinträchtigen würde.

(Künstlerische Darstellung von Enceladus, der Eiswolken mit Geschwindigkeiten von bis zu 800 Meilen pro Stunde ausstößt. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Fortschritte bei Laboruntersuchungen

Forscher der University of California San Diego haben nun im Labor eindeutige Beweise dafür geliefert, dass Aminosäuren in diesen Eiswolken Stößen mit Geschwindigkeiten von bis zu 4,2 km/s standhalten können. Dies unterstützt ihre Identifizierung während der Probenahme von Raumfahrzeugen. Ihre Forschung wird in The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Innovatives Aerosol-Impact-Spektrometer

Ab 2012 entwickelten der angesehene Professor für Chemie und Biochemie der UC San Diego, Robert Continetti, und sein Team ein einzigartiges Aerosol-Auswirkungsspektrometer. Dieses Gerät, das zur Untersuchung der Hochgeschwindigkeits-Kollisionsdynamik einzelner Aerosole und Partikel entwickelt wurde, erwies sich als perfekt für die Untersuchung von Eiskörnern.

„Dieses Gerät ist weltweit einzigartig in seiner Fähigkeit, einzelne Partikel auszuwählen und ihre Geschwindigkeiten an vorgegebene Geschwindigkeiten anzupassen“, erklärte Continetti. „Es ermöglicht uns, das Verhalten von Partikeln wie Streuung oder strukturelle Veränderungen beim Aufprall für Partikel im Bereich von mehreren Mikrometern bis zu Hunderten von Nanometern in verschiedenen Materialien zu untersuchen.“

Europa-Clipper-Mission

Der für 2024 geplante Start der NASA mit dem Europa Clipper zum Jupitermond Europa, einem weiteren ozeanischen Planeten ähnlich wie Enceladus, ist vielversprechend. Ziel der Mission ist es, spezifische Moleküle in Eiskörnern zu identifizieren, die auf Leben in den unterirdischen Ozeanen der Monde hinweisen könnten. Allerdings müssen diese Moleküle nach ihrem Hochgeschwindigkeitsausstoß und der anschließenden Sammlung durch Sonden intakt bleiben.

(Illustration der NASA-Raumsonde Europa Clipper. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Revolutionäre experimentelle Methoden

Das Team von Continetti leistet Pionierarbeit bei der Messung der Folgen, wenn ein einzelnes Eiskorn auf eine Oberfläche trifft. Das Experiment umfasste die Erzeugung von Eiskörnern durch Elektrospray-Ionisation, bei der Wasser durch eine Hochspannungsnadel getrieben wird, wodurch geladene Tröpfchen entstehen, die anschließend im Vakuum gefrieren. Das Team zeichnete die Masse und Ladung der Körner auf und verfolgte sie dann mithilfe von Bildladungsdetektoren durch das Spektrometer. Ein entscheidender Aspekt des Experiments war die Installation eines Mikrokanal-Platten-Ionendetektors, um den Aufprall genau zu steuern.

Astrobiologische Bedeutung

Die Studie zeigte, dass lebenswichtige Aminosäuren bei Aufprallgeschwindigkeiten von bis zu 4,2 km/s mit minimaler Fragmentierung nachgewiesen werden können.

„Um potenzielle Lebensformen im Sonnensystem zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, dass die molekulare Integrität der entnommenen Eiskörner erhalten bleibt, sodass wir die einzigartigen Marker des Lebens identifizieren können“, bemerkte Continetti. „Unsere Ergebnisse bestätigen, dass dies mit den Eiswolken von Enceladus machbar ist.“

Implikationen für die Chemie

Diese Forschung eröffnet auch neue Fragen in der Chemie, insbesondere wie Salz die Nachweisbarkeit von Aminosäuren beeinflusst. Es wird angenommen, dass Enceladus riesige salzige Ozeane beherbergt, die die der Erde übertreffen. Salz verändert die Lösungsmitteleigenschaften und die Moleküllöslichkeit von Wasser, was möglicherweise dazu führt, dass sich einige Moleküle auf der Oberfläche von Eiskörnern ansammeln, was die Nachweiswahrscheinlichkeit erhöht.

„Unsere Erkenntnisse haben nicht nur tiefgreifende Auswirkungen auf die Entdeckung von Leben in anderen Teilen des Sonnensystems ohne Oberflächenmissionen, sondern erstrecken sich auch auf die chemische Grundlagenforschung“, erklärte Continetti. „Wir freuen uns, auf der grundlegenden Arbeit von Harold Urey und Stanley Miller an der UC San Diego aufzubauen und die Bildung von Lebensbausteinen durch chemische Reaktionen zu erforschen, die durch den Aufprall von Eiskörnern ausgelöst werden.“

Referenz: „Detection of intakten Aminosäuren mit einem Hypervelocity Ice Grain Impact Mass Spectrometer“ von Sally E. Burke, Zachary A. Auvil, Karl A. Hanold und Robert E. Continetti, 4. Dezember 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences .
DOI: 10.1073/pnas.2313447120

Diese Forschung war

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zu Enceladus-Aminosäuren

Welche bedeutende Entdeckung wurde über den Saturnmond Enceladus gemacht?

Forscher fanden heraus, dass Aminosäuren in den Eiswolken von Enceladus Einschlägen mit hoher Geschwindigkeit standhalten können, was auf die Möglichkeit außerirdischen Lebens schließen lässt.

Wie tragen die Eiswolken von Enceladus zur Suche nach Leben bei?

Es wird angenommen, dass die Eiswolken von Enceladus lebenswichtige Komponenten wie Wasser, Energie und organische Substanzen enthalten, was den Mond zu einem Hauptziel bei der Suche nach außerirdischem Leben macht.

Was hat die NASA-Raumsonde Cassini über Enceladus entdeckt?

Cassini entdeckte, dass Enceladus Eiswolken mit hoher Geschwindigkeit ausstößt, was eine Gelegenheit bietet, die Ozeanzusammensetzung des Mondes und sein Potenzial für Bewohnbarkeit zu untersuchen.

Welchen Durchbruch erzielten Forscher der UC San Diego?

Forscher der UC San Diego zeigten, dass Aminosäuren in den Eiswolken von Enceladus Aufprallgeschwindigkeiten von bis zu 4,2 km/s überstehen können, ein entscheidender Faktor für die Entdeckung von Leben.

Welche Bedeutung hat die Europa-Clipper-Mission im Zusammenhang mit Enceladus?

Die bevorstehende Europa-Clipper-Mission der NASA zum Jupitermond Europa, einem Enceladus-ähnlichen Mond, zielt darauf ab, lebenswichtige Moleküle in Eiskörnern zu identifizieren und dabei die Erkenntnisse aus Enceladus-Studien zu nutzen.

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