Leben in unserem Sonnensystem am Beispiel Enceladus

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In diesem Artikel möchte ich die Möglichkeit von potentiellen Lebensformen in unserem Sonnensystem am Beispiel Enceladus erläutern. Wie das Team um Javier de Cos von der Universidad de Oviedo im Fachjournal "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ (MNRAS) berichtet, wurden gleich zwei neue Planetensysteme entdeckt. In einer dieser Systeme umkreisen gleich drei erdgroße Planeten ihren Stern.¹ Wir sehen also, dass andauernd neue Planeten entdeckt werden.

Unsere kosmischen Nachbarn

Wirft man aber einen Blick auf unser eigenes Universum, so wird es allerdings etwas interessanter. Wir müssen keine Millionen Lichtjahre reisen, um potentiell lebensfreundliche Planeten zu besuchen, sie befinden sich quasi schon in unserem Nachbarsgarten. Es wird vermutet, dass der Jupitermond Ganymed auch Leben beherbergen könnte. Im Jahr 2015 wurde von der NASA bestätigt, dass sich unter der Oberfläche von Ganymed ein salziger Ozean befindet. Interessant ist auch, dass dieser Mond ein eigenes Magnetfeld besitzt und mit einem Radius von rund 2 600 Kilometern der größte Mond unseres Sonnensystems ist.²

Der Star der heutigen Vorstellung: Enceladus

Doch heute soll es um den Saturnmond Enceladus gehen, der in seiner Struktur wohl ähnlich wie Ganymed aufgebaut ist. Dieser auch Saturnmond II genannte Mond ist mit seinen knapp 500 Kilometern an Durchmesser einer der größten Monde, die um den Saturn kreisen, in unserem Sonnensystem belegt er selbst aber nur Platz 6. Ursprünglich entdeckte der Astronomen William Herschel am 28. August 1789 den Himmelskörper. Bis zu den Voyagersonden in den frühen 1980er Jahren war allerdings über den Mond wenig bekannt. Erst als Cassini im Jahr 2005 mehrere Rundflüge rund um Enceladus machte, enthüllte der Mond des Saturn sein wahres Gesicht.³

Auf den ersten Blick wirkt Enceladus relativ leblos und kalt: Denn seine ganze Oberfläche ist von einer Eisschicht umzogen, mit welcher er auf eine Oberflächentemperatur von -200°C kommt. Durch seine besondere Oberflächenbeschaffenheit reflektiert der Himmelskörper 99% des eingestrahlten Sonnenlichtes und ist somit der Himmelskörper in unserem Sonnensystem mit dem höchsten Albedo.

Was ist dieses Albedo noch gleich?

Dieser Begriff kommt vom lateinischen Wort "albus" was übersetzt soviel wie "weiß" bedeutet. Die Albedo ist ein Maß für das Rückstrahlvermögen von nicht selbst leuchtenden Oberflächen. Das bedeutet, dass 99% des eingestrahlten Sonnenlichts wieder rückgestrahlt wird, was unter anderem die tiefen Temperaturen auf Enceladus erklärt. Bemerkenswert ist, dass die Albedo von frisch gefallenem Schnee gerade nur 0,90 erreicht.⁴ Enceladus reflektiert also mehr Licht als wie der weißeste Schnee hier auf unserer Erde.

Die NASA vermutete flüssiges Wasser wenige Meter unter der Oberfläche in der Südpolregion von Enceladus. Zu diesem Schluss kamen die Wissenschaftler, als Cassini bei seinem Vorbeiflug Daten von geysirartige Fontänen an die Forschungsstation sendete. Die Partikel von diesen Geysiren konnten sogar noch in einer Höhe von 500 km nachgewiesen werden. Erstaunenswert ist, dass sich diese Eispartikel über den e-Ring des Saturns überall verteilen, so wurden sie zum Beispiel auch schon auf anderen Saturnmonden nachgewiesen. Außerdem vermutet man, dass die Fontänen des Enceladus verantwortlich seien, dass der e-Ring des Saturns bis heute noch existiert, sie den Ring also mit Material speisen.

Hier zu sehen ist der Saturnmond Enceladus der im e-Ring des Saturn kreist

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Aus den Daten von Cassini ging allerdings auch bald hervor, dass sich nicht nur unter der Südpolregion von Enceladus Wasser befindet, sondern der ganze Planet unter seiner Eisoberfläche Wasser beheimatet.

Diese Erkenntnis ging aus der Messung der sogenannten Libration der Mondoberfläche hervor. Die Libration ist in der Astronomie eine Taumelbewegung gesehen von einem Zentralkörper. Die Messdaten ergaben, dass sich die Eiskruste unabhängig von seinem harten Kern dreht, was insgesamt auf einen globalen Ozean schließen lässt.⁵

Hier sieht man den planetaren Aufbau des Enceladus mit seinem Wasserozean

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Neben diesen Fontänen wird auch von der überwiegenden Forschung vermutet, dass sich unter der eisigen Oberfläche von Enceladus ein Wasserozean befindet. Schätzungen zufolge enthält Enceladus auch mehr Wasser als die gesamte Erde. Erstmals im Jahr 2015 entdeckten die Forscher in den Cassini-Daten der Enceladus-Fontänen molekularen Wasserstoff. Dabei kann Wasserstoff rund um hydrothermale Quellen als chemische Energie für Bakterien dienen, so Dr. Huntre Waite vom SwRi.⁶

Doch wie entsteht dieser molekulare Wasserstoff?

Die radioaktive Strahlung, die von dem Felskern des Enceladus ausgeht, könnte dazu im Stande sein, die Wassermoleküle aufzuspalten und damit die Lebensgrundlage für Wasserstoff-verzehrende Mikroben darstellen. Diesen Vorgang nennt man Radiolyse.

Radio.... ähh was?

Im Folgenden möchte ich den Vorgang Radiolyse näher beschreiben. Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen die über eine Elektronenpaarbindung mit einem **Sauerstoffatom **verbunden ist. Kommt nun eine ionisierende Strahlung wie zum Beispiel eine Gamma-Strahlung ins Spiel, können die Wassermoleküle angeregt oder ionisiert werden. Dadurch bricht ein Elektron des Sauerstoffs aus der Elektronenhülle heraus und es entsteht ein positiv geladenes Wassermolekül und ein negativ geladenes Elektron. Das positiv geladene Wassermolekül zerfällt widerrum in einen positiv geladenen Wasserstoff und einem OH-Radikal. Das zuvor freigesetzte Elektron kann mit weiteren Wassermolekülen reagieren, woraus dann weitere OH-Radikale entstehen können.⁷

Lange Zeit glaubte man, dass Bakterien nicht ausschließlich nur mit Wasserstoff überleben könnten. Dies wurde aber im Jahr 2014 von Wiener Forschern widerlegt, die bewiesen, dass Nitrit-oxierende Bakterien auch lange Zeit ohne Nitrit überdauern können, solange ihnen Wasserstoff und Sauerstoff zur Verfügung stehe. Laut den Forschern, sei es in der Theorie sogar möglich, dass die Nitrit-oxidierenden Bakterien aus Wasserstoff sogar mehr Energie gewinnen können, als wie aus dem Stickstoff selbst.⁸

Es wirft sich also durchaus die Frage auf, ob sich die Bakterien in diesem Ozean nicht derart genetisch angepasst haben, dass sie Wasserstoff als Energiequelle benutzen. Durch die Fontänen wird außerdem vermutet, dass sich unter der Eisschicht hydrothermale Quellen befinden, die zusätzlich die Entstehung von Leben und dessen Erhaltung fördern würde.

auch komplexe organische Moleküle gefunden...

Wie im aktuellen Fachjournal Nature außerdem berichtet wird, wurden in den Cassini Daten nun auch vermehrt Hinweise auf große organische Moleküle gefunden. Dabei werden diese Moleküle aus dem Gestein gelöst und dann wahrscheinlich mittels Gasbläschen an die Oberfläche befördert, wo sie dann von Geysiren ausgestoßen werden.

Die Moleküle scheinen dabei nicht wasserlöslich zu sein und bestehen aus komplexen Mischungen von ringförmigen (aromatischen) und linearen (aliphatischer) Bestandteilen. Anzumerken sei auch ihre bemerkenswerte Größe von 200 Atommasseneinheiten, woraus man schließen kann, dass es im Ozean von Enceladus weitaus komplexere chemische Vorgänge gibt, als bisher gedacht. Während die NASA verzweifelt versucht, eine neue Mission zum Enceladus vorzubereiten, könnten wir vielleicht schon früher neue Messdaten erhalten. Der Private russische Milliardär Yuri Milner plant wohl im Jahr 2019 eine Sonde zum Enceladus zu schicken, die mit entsprechenden Messgeräten ausgestattet ist, um das aus den Geysiren austretende Material genauer zu analysieren. ⁹ Es bleibt spannend.

Quellen:

¹ http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=1397&lang=en
² https://www.space.com/28807-jupiter-moon-ganymede-salty-ocean.html
³ https://de.wikipedia.org/wiki/Enceladus_
⁴ https://de.wikipedia.org/wiki/Albedo
⁵ https://de.wikipedia.org/wiki/Enceladus_
⁶ https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/radiolyse-koennte-leben-auf-pluto-ceres-saturn-und-jupitermonden-ermoeglichen20170527/
⁷ https://de.wikipedia.org/wiki/Radiolyse
⁸ https://futurezone.at/science/bakterien-koennen-wasserstoff-als-energiequelle-nutzen/82.667.298
⁹ https://www.space.com/38741-alien-life-search-enceladus-breakthrough-initiatives.html

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