Zum ersten Mal haben Astronomen Leben gefunden

Dozent, UNSW Sydney

Leitender Dozent, UNSW Sydney

Professor und Direktor des Australian Centre for Astrobiology, UNSW Sydney

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Die Suche nach bewohnbaren Bedingungen außerhalb der Erde ist durch die Entdeckung von biologisch verfügbarem Phosphor auf einem der Saturnmonde noch interessanter geworden. Phosphor ist das schwer fassbare der sechs lebenswichtigen Elemente.

In einer heute in Nature veröffentlichten Forschung wurden Daten der Raumsonde Cassini genutzt, um Phosphorverbindungen, sogenannte Phosphate, im E-Ring des Saturns zu finden – einem der schwächeren äußeren Ringe des Planeten.

Diese Verbindungen stammen wahrscheinlich aus den Eiswolken des Vulkans (Kryovulkan) aus dem unterirdischen Ozean mit flüssigem Wasser auf dem Saturnmond Enceladus.

Enceladus schien ein typischer Saturnmond zu sein, bis die Raumsonde Cassini kam, um einen genaueren Blick darauf zu werfen. Bei seiner Ankunft am Saturn im Jahr 2005 machte Cassini eine Entdeckung nach der anderen, die Enceladus zu einem der besten Orte für die Suche nach Leben jenseits der Erde katapultierte.

Insbesondere erfuhren wir, dass Enceladus unter seiner eisigen Oberfläche einen Ozean mit flüssigem Wasser hat, der durch den gravitativen Gezeitenantrieb erhitzt wird – die Art von Antrieb, der auf der Erde Meeresgezeiten erzeugt.

Diese Umgebung ähnelt auf verlockende Weise den hydrothermalen Quellen, von denen einige glauben, dass sie der Ort sind, an dem das Leben auf der Erde entstanden sein könnte. Solche Schlote beherbergen heute sicherlich Leben auf der Erde.

Das meiste Leben auf der Erde beruht letztlich auf der Photosynthese – der Energieerzeugung aus Sonnenlicht. In der Zwischenzeit wäre die ultimative Energiequelle für jegliches Leben auf Enceladus die Schwerkraft des Saturn, die weitaus stärkere Gezeiten erzeugt als der Mond auf der Erde und so trotz der sehr kalten Eiskrustenoberfläche von -200 °C einen Ozean mit flüssigem Wasser ermöglicht.

Die Enceladus-Federn wurden als „Gabe“ für Versuche bezeichnet, Proben aus den Ozeanen fremder Welten zu entnehmen. Man müsste nicht landen, um eine Probe zu sammeln, und auch nicht starten, um sie zur Analyse zurückzugeben.

Ein offensichtlicher Ansatz zur Probenahme eines Eisvulkans besteht darin, einfach durch ihn hindurchzufliegen. Dies ist jedoch schwierig, da die Geschwindigkeit, mit der eine Raumsonde auf die Wolke treffen würde, wahrscheinlich die meisten organischen Stoffe töten würde.

Stattdessen besteht der einfachste Ansatz darin, die Ansammlung von aus Enceladus ausgestoßenem Material im E-Ring des Saturn zu untersuchen, was das Team in dieser neuesten Studie getan hat.

Mit diesem Ansatz haben Forscher zuvor komplexe organische Moleküle entdeckt, die von Enceladus stammen. Diese Ergebnisse bestätigten, dass die wässrige Umgebung auf Enceladus eine komplexe Chemie mit Stickstoff und Sauerstoff unterstützt.

Allerdings wussten wir bisher nichts über die Verfügbarkeit von Phosphor auf Enceladus; In vielen Umgebungen ist dieses Element in Felsen eingeschlossen.

Die Entdeckung von Phosphaten im E-Ring des Saturn legt nahe, dass Phosphate in den Ozeanen von Enceladus in einer Konzentration vorhanden sein könnten, die 100-mal höher ist als in den Ozeanen der Erde.

Phosphor ist für das Leben, wie wir es kennen, von entscheidender Bedeutung, auch weil es ein wichtiger Baustein von DNA und RNA ist, Molekülen, die für alles Leben auf der Erde unerlässlich sind. Phosphat ist auch für eine Reihe anderer Stoffwechselprozesse im Leben lebenswichtig.

Viele der wesentlichen Komponenten, die für die Entstehung des Lebens, wie wir es kennen, notwendig sind, wurden daher auf Enceladus entdeckt. Damit steht es ganz oben oder fast ganz oben auf der Liste der Orte, an denen in unserem Sonnensystem nach Leben außerhalb der Erde gesucht werden kann.

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Dennoch ist diese Entdeckung nur der Anfang der Geschichte. Damit Phosphat Bindungen mit Kohlenstoff eingehen kann – diese Art von Bindung findet sich im Rückgrat der DNA –, benötigen wir eine spezielle Chemie, die stark von der Umgebung abhängt.

Wir müssen die Chemie in und unter der Kruste von Enceladus weiter untersuchen. Doch ein zukünftiger Nachweis organischer Phosphatverbindungen wäre für das Potenzial für Leben in den Ozeanen des Mondes besonders interessant.

Diese Forschung erinnert an den gemeldeten Nachweis von Phosphin auf der Venus im September 2020, der durch spätere Beweise in Zweifel gezogen wurde.

Die Erkennungsmethode ist jedoch ganz anders. Auf der Venus wurde das Vorhandensein von Phosphin durch Beobachtung der Atmosphäre von der Erde aus vermutet. Die Phosphate in dieser Studie wurden mit einem Instrument namens Massenspektrometer im Saturnorbit nachgewiesen, das die Masse einzelner Verbindungen maß, die im Eis des E-Rings gefunden wurden.

Um die Analyse zu verifizieren, erstellten die Autoren eine Wasserlösung auf der Erde, die dem vorhergesagten Enceladus-Ozean sehr ähnlich ist.

Allerdings besteht bei beiden Nachweismethoden das Risiko einer Fehlidentifizierung, bei der tatsächlich ein anderes Molekül, bei dem es sich nicht um Phosphin handelt, für das Ergebnis verantwortlich ist.

Es wäre großartig, einen „rauchenden Beweis“ für das Leben außerhalb der Erde zu haben, aber realistisch gesehen wird es stattdessen ein Rinnsal an Beweisen sein, das wächst, je mehr wir über diese Umgebungen erfahren.

Die heute veröffentlichte Studie ist ein weiterer Beweis dafür, dass Enceladus ein großartiger Standort für unsere Suche nach außerirdischem Leben sein könnte.

Danksagungen: Wir danken Prof. Steve Benner von der Foundation For Applied Molecular Evolution für seine Einblicke und Beiträge zu diesem Artikel.