Snímek povrchu Enceladu pořízený z výšky jednoho kilometru. Z prasklin ledového příkrovu by mohly tryskat zrna ledu obsahují velké a komplexní molekuly organických látek. Mělo by jít o produkty chemických reakcí mezi kamenným jádrem tohoto Saturnova měsíce a teplou vodou jeho podpovrchového oceánu. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Space.

O Enceladu jsme na Oslu už psali mnohokrát. Malý ledový měsíček Saturnu pod svým zamrzlým povrchem skrývá kapalný oceán a pórovité horninové jádro dost žhavé na to, aby zde mohlo docházet k hydrotermální aktivitě, která se chová jako chemická továrna. Na rozdíl od jiných ledových těles, která si svá tajemství žárlivě střeží, Enceladus o svém nitru již prozradil ledacos – jeho krunýř je totiž rozpukaný, a trhlinami z něj prýští gejzíry vodních par a ledových krystalků, vynášející vzorky mořské vody až do kosmického prostoru. Tam je mezi lety 2004 – 2017 opakovaně zkoumala sonda Cassini a částečně i pozemské teleskopy.

Umělecká představa možné hydrotermální aktivity na dně oceánu na Enceladu. Kredit: NASA/JPL-Caltech. Volné dílo.

Ukázalo se, že gejzíry jsou obohacené vším možným. Najdeme zde plyny (vodík, metan, oxid uhličitý, dusík...), obyčejnou sůl, ale i křemičité částečky a organické látky, od těch nejjednodušších až po ty pořádně složité. To všechno nám ukazuje, že oceánu na Enceladu nechybí žádná důležitá ingredience pro existenci života, jak ho ze Země známe: je tam voda, která se teplotou ani složením nijak nevymyká poměrům obvyklým na Zemi, jsou zde všechny hlavní biogenní prvky i zdroje tepla a energie. Je tam ale i ten život? Sonda Cassini to už nerozsekne – jednak dosloužila už před čtyřmi lety, jednak k zodpovězení této otázky prostě nebyla vybavena. Jinak velmi ambiciózně navržená sonda nenesla žádnou aparaturu, která by mohla jednoznačně identifikovat pozůstatky živých organismů, i kdyby se s nimi nakrásně srazila. Koho by taky před třiceti lety napadlo, že ji na oběžné dráze Saturnu osprchuje voda z mimozemského moře, a že by se tam s nějakou tou bakterií klidně srazit doopravdy mohla? Další sonda se ale k Enceladu v nejbližších dvou dekádách téměř jistě nepodívá, takže v tomto ohledu máme prozatím smůlu.

Nejmladší společný předek dnešních organismů miloval podmořské kuřáky. Jak fungovala LUCA, dávný společný předek dnešních organismů, jsme psali zde. Na snímku je černý kuřák v Atlantickém oceánu. Kredit: P. Rona / Wikimedia Commons, volné dílo.

Tým zahrnující badatele z různých francouzských institucí, nyní posunul misky vah opět o něco blíže k vytouženému mimozemskému životu. Pojďme se podívat, jak k tomu dospěli, a nakolik vážně můžeme tyto indicie brát.

Plynný koktejl, který uniká z Enceladu, trochu připomíná produkty hydrotermálních procesů tady na Zemi. Rozžhavená hornina reaguje s vodou a produkuje plynný vodík, případně metan a další látky. Voda nasycená těmito plyny představuje prostřený stůl pro celou řadu mikroorganismů v čele s metanogeny – tyto potvůrky pilně vychytávají vodík a oxid uhličitý a přeměňují je na metan, přičemž jim „za nehty“ zůstane nějaká ta energie i organická molekula, což jim ke štěstí docela stačí.

Francouzi si položili prostou otázku, zda by se metanogenům líbilo i u horkých pramenů na Enceladu. Za tím účelem nasimulovali různá prostředí, jaká by mohla na Enceladu existovat v rámci nejistot daných naší nevědomostí . Nedrželi se zkrátka, simulací provedli hned 50 000. Zhruba v 1/3 případů dospěli ke kombinaci podmínek, která by pozemským metanogenům svědčila. Šťouralové namítnou, že enceladovští mikrobi mohou mít preference trochu jinde, ale to ponechme stranou. Každopádně to není moc velké překvapení – to, že by se metanogenům na Enceladu líbilo, ukázaly už i starší práce, například Taubner a kol. (2018).

Autory aktuální studie především zajímalo, zda to, jak metanogeni působí uvnitř, poznáme i navenek. Zde se ukázala zajímavá věc – simulované Encelady bez života vypouštěly úplně jinou směs plynů než ty s životem. Enceladus skutečný se v tomto ohledu postavil jasně na stranu života. Abiotické reakce mezi vodou a skálou (serpentinizace) samy o sobě totiž produkují mnohem menší množství metanu. Skoro to vypadá, jakoby v tomto směru dostávaly biologickou výpomoc. Některé starší práce poukazovaly na to, že přítomnost vodíku v gejzírech svědčí proti životu na Enceladu: pokud tam je, tak ho evidentně nikdo nesnědl. Tyto námitky se ukázaly jako liché: metanogeni nejsou zase až tak nenažraní, aby dokázali vychytat všechno, co z horkých pramenů vybublá. Jsou tam, a čekají, až je objevíme? Šance nevypadají nejhůř, ale šampaňské zatím neotvírejme.

Teplotní mapa v okolí jižního pólu, kde se nachází několik teplotních anomálií v podobě tzv. tygřích pruhů. Kredit: NASA/JPL/GSFC/SwRI/SSI (volné dílo).

Skeptik by mohl namítnout, že enceladovské větry mohl metanem obohatit nějaký jiný proces. Pokud by se Enceladus složením podobal Zemi, dá se to vcelku úspěšně vyloučit, ale to je pochopitelně předpoklad jako hrom. Pokud by v nitru měsíčku ležel rezervoár počestně abiotických organických molekul, jaké jsou třeba v kometách a uhlíkatých chondritech, které by byly vystaveny geologickému teplu, mohly by také vypouštět metan a vědce tak zmást. Případně by se metan mohl záludně vetřít do formujícího se měsíce již kdysi dávno, a teď prostě jen pasivně unikat. Anebo se geologie Enceladu úplně vzpírá naší představivosti (to tenhle zlomyslný měsíček ostatně dělá často a rád).

Autoři si také zaflirtovali s Bayesovskou analýzou pravděpodobnosti, aby posoudili, zda mají dát přednost abiotickému, nebo biotickému vysvětlení. Tato moderní obdoba Delfské věštírny jim mimo jiné prozradila, že pokud je vznik života vzácnou a nepravděpodobnou událostí, bude za tím metanem nejspíš nějaký neznámý abiotický proces, zatímco pokud je život ve vesmíru běžný, budou to spíše ti metanogeni. A nebude-li pršet, nezmoknem. Zkrátka ani ta nejsofistikovanější analýza pravděpodobnosti nám nepomůže, pokud nám chybějí klíčová data. Jak je vidno, bez další kosmické mise tuhle otázku asi nezodpovíme.

Video: What You Need to Know About Enceladus (NASA)

Zdroje:

Affholder, A., Guyot, F., Sauterey, B. et al. Bayesian analysis of Enceladus’s plume data to assess methanogenesis. Nat Astron (2021). https://doi.org/10.1038/s41550-021-01372-6

Taubner, R. S., Pappenreiter, P., Zwicker, J., Smrzka, D., Pruckner, C., Kolar, P., ... & Simon, K. M. R. (2018). Biological methane production under putative Enceladus-like conditions. Nature communications, 9(1), 1-11.

https://astronomycommunity.nature.com/posts/bayesian-analysis-of-enceladus-plume-data-to-assess-methanogenesis