Scientists discovered a crucial element for life gushing out of Saturn’s icy ocean moon

 

SCIENCE // SATURN // ENCELADUS

Astronomers have confirmed the presence of phosphates — a crucial ingredient for life — in a plume of icy water gushing out of Saturn’s moon Enceladus.

NASA’s Cassini spacecraft captured close-up images of water ice gushing out of Saturn’s moon Enceladus in gargantuan plumes. New research confirms the plumes contain phosphorus, a key ingredient for life. (Image credit: NASA/JPL/Space Science Institute)

Scientists have found another clue that the ocean beneath one of Saturn’s moons may be capable of supporting life.

An international team discovered signs of sodium phosphates, a salt sometimes used in deli meat here on Earth, in a plume of ice shot out from a subsurface ocean on Enceladus, one of Saturn’s moons.

This doesn’t mean someone’s curing meat around Saturn; phosphates are a basic key ingredient in the chemistry of geology and biology. Astronomers have long been interested in oceans on other worlds, since water is a fundamental requirement for life as we know it. If these alien oceans also contain salts and organic molecules like Earth’s oceans do, they, too, might be capable of supporting life.

The difficulty with subsurface oceans is that they’re locked below a thick, icy crust, where NASA’s robotic explorers can’t yet reach. But Enceladus conveniently erupts every once and a while, spewing material from its hidden ocean in a vast plume of water ice. These plumes were originally discovered by NASA’s Cassini spacecraft, which orbited Saturn for 13 years and even flew through some of Enceladus’ plumes, gathering information along the way.

An illustration of NASA’s Cassini orbiter soaring through a giant vapor jet over the moon Enceladus. (Image credit: NASA/JPL-Caltech)

When Cassini discovered the plumes during its orbit of Saturn, scientists detected evidence of sodium salts (like sodium chloride, aka table salt, and sodium bicarbonate, better known as baking soda), hinting at the chemistry in the oceans below. But Cassini wasn’t designed to investigate icy plumes and mysterious oceans. This new research uses information from the Cassini Cosmic Dust Analyzer, originally intended to figure out the composition of dust from Saturn’s rings, to find a fresh perspective on the plumes.

The detection of phosphates on Enceladus helps scientists put together the picture of what’s going on below the moon’s icy exterior. Phosphates tend to appear in water that’s very low in calcium — for example, in “soda lakes'” such as Mono Lake in California. Soda lakes are particularly alkaline — the opposite of acidic — and they’re rich in salts and other phosphates. The researchers think this kind of water is precisely what’s inside Enceladus — which may have phosphorus concentrations at least 100 times greater than what’s in Earth’s oceans — the team reported in their study, published June 14 in the journal Nature.

With this discovery, scientists now have plenty of evidence to confidently say that the plumes come from Enceladus’ subsurface ocean and that the Saturnian moon is loaded with biologically critical phosphorus — and they have a tantalizing prospect for where life may be hiding out in our solar system.

Live Science
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published 14.06.2023



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358: NASA encontra elemento chave para a vida numa lua de Saturno

 

CIÊNCIA // ASTROBIOLOGIA // SATURNO // VIDA

“Esta é uma descoberta impressionante para a astrobiologia”

Enceladus, lua de Saturno
© NASA

A longa procura por vida extraterrestre acaba de receber um novo grande impulso. Uma equipa de cientistas descobriu que o fósforo, um elemento fundamental para a vida, existe no oceano sob a superfície gelada de uma lua de Saturno, Enceladus.

A descoberta foi feita através de uma revisão dos dados recolhidos pela sonda Cassini, da NASA, e foi publicada na prestigiada revista Nature.

A Cassini começou a explorar Saturno e os seus anéis e luas em 2004, antes de queimar na atmosfera do gigante planeta gasoso quando a sua missão terminou, em 2017.

“Esta é uma descoberta impressionante para a astrobiologia”, disse Christopher Glein, do Southwest Research Institute, um dos co-autores do artigo, acrescentando: “Encontramos fósforo abundante em amostras de plumas de gelo que saem do oceano subterrâneo”.

Géiseres no pólo sul de Enceladus expelem partículas de gelo, através de rachaduras na superfície, para o espaço, alimentando o anel E de Saturno – o anel fraco fora dos anéis principais mais brilhantes.

Os cientistas encontraram anteriormente outros minerais e compostos orgânicos nos grãos de gelo ejectados, mas não o fósforo, que é um bloco de construção essencial para o DNA e o RNA, e também é encontrado nos ossos e dentes de pessoas, animais e até mesmo no plâncton oceânico.

Simplificando, a vida como a conhecemos não seria possível sem o fósforo.

Embora a modelagem geoquímica tenha descoberto anteriormente que provavelmente o fósforo também estaria presente, e essa previsão até tenha sido publicada num artigo anterior, uma coisa é prever algo e outra é confirmar, disse Glein.

“É a primeira vez que este elemento essencial foi descoberto num oceano além da Terra”, acrescentou o primeiro autor Frank Postberg, cientista planetário da Freie Universitat Berlin, num comunicado da NASA.

Para fazer a nova descoberta, os autores vasculharam os dados recolhidos pelo instrumento Cosmic Dust Analyzer da Cassini e confirmaram as descobertas através de experiências de laboratório, para mostrar que o oceano de Enceladus tem fósforo dentro de diferentes formas solúveis em água.

Nos últimos 25 anos, cientistas planetários descobriram que mundos com oceanos sob uma camada superficial de gelo são comuns no nosso sistema solar. Isso inclui a lua de Júpiter, Europa, a maior lua de Saturno, Titã, mas até mesmo o corpo mais distante, Plutão.

Enquanto planetas como a Terra, que possuem oceanos na superfície, precisam de residir dentro de uma estreita janela de distância da sua estrela hospedeira para manter as temperaturas certas para a vida, a descoberta de mundos com oceanos subterrâneos expande o número de corpos habitáveis que podem existir.

“Com esta descoberta, sabe-se agora que o oceano de Enceladus satisfaz o que geralmente é considerado o requisito mais estrito para a vida”, disse Glein. “O próximo passo é claro – precisamos de voltar a Enceladus para ver se o oceano habitável é realmente… habitado”.

D.N.
DN/AFP
14 Junho 2023 — 19:09


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Webb mapeia uma pluma surpreendentemente grande a “jorrar” da lua de Saturno, Encélado

 

CIÊNCIA // UNIVERSO // WEBB

Uma pluma de vapor de água proveniente da lua de Saturno, Encélado, com uma extensão de mais de 9600 quilómetros – o suficiente para atravessar o continente euro-asiático desde a Irlanda até ao Japão – foi detectada por investigadores que utilizavam o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA.

Não só é a primeira vez que uma tal ejecção de água é observada com um tamanho tão grande, como o Webb está também a dar aos cientistas um olhar directo, pela primeira vez, sobre a forma como esta emissão alimenta o fornecimento de água a todo o sistema de Saturno e aos seus anéis.

Nesta imagem, o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA mostra uma pluma de vapor de água a jorrar do pólo sul da lua de Saturno, Encélado, estendendo-se 20 vezes o tamanho da própria lua. A inserção mostra uma imagem obtida pela sonda Cassini, que realça a pequena dimensão de Encélado na imagem do Webb, quando comparada com a pluma de água.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, e G. Villanueva (Centro de Voo Espacial Goddard da NASA), A. Pagan (STScI)

Encélado, um mundo oceânico com cerca de 4% do tamanho da Terra, com apenas 505 quilómetros de diâmetro, é um dos alvos científicos mais interessantes do Sistema Solar na procura de vida para lá da Terra. Entre a crosta exterior gelada da lua e o seu núcleo rochoso está um reservatório global de água salgada.

Vulcões semelhantes a geiseres expelem jactos de partículas geladas, vapor de água e substâncias orgânicas a partir de fendas na superfície da lua, informalmente chamadas “listras de tigre”.

Anteriormente, os observatórios tinham mapeado jactos com centenas de quilómetros de comprimento a partir da superfície da lua, mas a sensibilidade requintada do Webb revela uma nova história.

O comprimento da pluma não foi a única característica que intrigou os investigadores. A velocidade a que o vapor de água está a jorrar, cerca de 300 litros por segundo, é também particularmente interessante.

A este ritmo, seria possível encher uma piscina olímpica num par de horas. Comparativamente, na Terra, fazê-lo com uma mangueira de jardim demoraria mais de duas semanas.

A missão Cassini da NASA/ESA/ASI passou mais de uma década a explorar o sistema saturniano e não só captou pela primeira vez as plumas de Encélado, como voou directamente através delas e recolheu amostras do seu conteúdo.

Enquanto a posição da Cassini dentro do sistema saturniano proporcionou uma visão inestimável desta lua distante, a visão única do Webb a partir do Ponto L2 (L provém de Lagrange), a 1,5 milhões de quilómetros da Terra, juntamente com a notável sensibilidade do seu instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), está a fornecer um novo contexto.

As observações do Webb demonstram directamente como as plumas de vapor de água da lua alimentam o toro, um donut difuso de água que está colocalizado no anel E de Saturno.

Ao analisarem os dados do Webb, os astrónomos determinaram que cerca de 30% da água permanece dentro deste toro e os outros 70% escapam para abastecer de água o resto do sistema saturniano.

Nesta imagem, os instrumentos do Telescópio Espacial James Webb da NASA estão a revelar pormenores sobre a forma como uma das luas de Saturno alimenta de água todo o sistema. Novas imagens pelo NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb revelaram uma pluma de vapor de água a jorrar do pólo sul de Encélado, estendendo-se por mais de 20 vezes o tamanho da própria lua. A IFU (Integral Field Unit) a bordo do NIRSpec também forneceu informações sobre como a água de Encélado alimenta o resto do ambiente ao seu redor.
Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, L. Hustak (STScI), G. Villanueva (Centro de Voo Espacial Goddard da NASA)

Nos próximos anos, o Webb será o instrumento principal de observação da lua oceânica Encélado, e as descobertas do Webb ajudarão a informar as futuras missões robóticas que procurarão explorar a profundidade do oceano sub-superficial, a espessura da crosta de gelo e muito mais.

Com base nas descobertas feitas pelo Webb, bem como nas descobertas feitas pela missão JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), a ESA está a planear aproximar-se ainda mais das luas geladas de Júpiter e Saturno com missões futuras, para procurar possíveis bioassinaturas.

As observações de Encélado pelo Webb foram concluídas ao abrigo do programa 1250 do GTO (Guaranteed Time Observation). O objectivo inicial deste programa é demonstrar as capacidades do Webb numa determinada área da ciência e preparar o terreno para estudos futuros.

Os resultados da equipa foram recentemente aceites para publicação na revista Nature Astronomy.

// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// SwRI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

Astronomia – Centro Ciência Viva do Algarve
2 de Junho de 2023


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240: NASA construiu um robô que desliza como uma cobra para explorar mundos extraterrestres

 

🚀 NASA // 🤖 ROBOTS // UNIVERSO

A NASA está a testar um novo tipo de robô para explorar outros mundos que exigem tecnologia revolucionária. Tal como o fez em Marte, agora a agência espacial quer chegar à gelada lua de Saturno Enceladus e mergulhar no seu oceano sub-superficial para procurar sinais de vida. Esta cobra vai procurar extraterrestres!

O Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA está a testar um robô em forma de serpente que deverá um dia subir às aberturas geladas da lua de Saturno Enceladus e explorar as águas do seu oceano. A intenção é procurar vida.

Antes de poder viajar até à lua de Saturno, a equipa do JPL da NASA espera colocar o robô Exobiology Extant Life Surveyor (EELS) noutros locais de difícil acesso na Terra, na nossa Lua e eventualmente noutros mundos.

O objectivo da equipa é criar o derradeiro “pau para toda a obra” com uma abordagem única à construção de robôs.

Tem a capacidade de ir a locais onde outros robôs não podem ir. Embora alguns robôs sejam melhores num ou noutro tipo de terreno, a ideia do EELS é a capacidade de fazer tudo.

Disse Matthew Robinson do JPL, gestor do projeto EELS, num comunicado.

Ilustração do conceito do Exobiology Extant Life Surveyor (EELS). (NASA/JPL-CalTech)

Robô deslizante da NASA vai procurar vida

Num novo vídeo, o robô pode ser visto a deslizar por uma variedade de superfícies, incluindo um ringue de patinagem no gelo, uma encosta de montanha com neve e até numa praia.

Aliás, testaram mesmo num espaço que se chama Mars Yard do JPL, que basicamente é uma paisagem marciana simulada.

O robô de 4 metros move-se rodando os seus dez segmentos idênticos, que estão equipados com fios que lhe permitem impulsionar-se para a frente.

Estes segmentos individuais podem mesmo actuar como propulsores, permitindo ao EELS explorar o seu ambiente debaixo de água.

Isto é importante, uma vez que o JPL espera que o robô venha a explorar os oceanos sub-superficiais habitáveis da lua de Saturno Enceladus. Para chegar a este oceano, o robô terá de serpentear através de um dos muitos géisers gelados que irrompem da superfície da lua antes de cair nas profundezas.

Pelo buraco abaixo

O robô também terá de fazer tudo isto sozinho.

Imagine um carro a conduzir de forma autónoma, mas não há sinais de paragem, nem sinais de trânsito, nem sequer estradas. O robô tem de descobrir qual é a estrada e tentar segui-la.

Acrescentou o responsável pela autonomia do projecto, Rohan Thakker, no comunicado.

A equipa refere mesmo que esta “cobra” depois, tem de descer uma queda de 30 metros e não cair.

Como tal, a equipa espera enviar o EELS por um poço vertical, ou uma fenda, nas Montanhas Rochosas canadianas, no final deste ano, que funcionará como um análogo para as aberturas de Enceladus.

Trata-se de um enorme desafio de engenharia, especialmente tendo em conta o pouco que se sabe sobre o ambiente da lua gelada.

Quando vamos a sítios onde não sabemos o que vamos encontrar, queremos enviar um robô versátil, consciente dos riscos, que esteja preparado para a incerteza e que possa tomar decisões por si próprio.

Concluiu Matthew Robinson.

Pplware
Autor: Vítor M
10 Mai 2023


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