Gestiegene Habitabilität

Der Saturnmond Enceladus verbirgt unter seiner Eiskruste einen globalen Ozean aus flüssigem Wasser. Ein Detektor der Raum­sonde Cassini hat nun von Enceladus ins All geschleuderte Eis­teilchen aufgespürt, die organische Substanzen in hohen Konzentrationen enthalten. Sie weisen die typischen Strukturen von sehr komplexen makromolekularen Verbindungen auf. „Dies ist der erste Nachweis großer organischer Moleküle einer außer­irdischen Wasser­welt. Sie können nur durch ebenfalls komplexe chemische Prozesse erzeugt werden“, so der Planetologe Frank Postberg vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg.

Enceladus gilt als eines der viel­versprechendsten Objekte in unserem Sonnen­system, um nach außer­irdischem Leben zu suchen. Der Saturn­mond schleudert Eis­teilchen in Form von mehreren hundert Kilometer großen Eis­fontänen ins All, die vermutlich mit warmen Hydro­thermal­systemen im Kern des Mondes in Verbindung stehen. Dabei werden aus dem Gesteins­kern auch organische Verbindungen ausgewaschen, die sich im Wasser­ozean ansammeln und dann an die Ober­fläche transportiert werden. Die Ozean­oberfläche befindet sich – in Spalten der Eis­kruste – nur wenige hundert Meter unter der eisigen Ober­fläche von Enceladus.

Die großen organischen Moleküle sind allerdings nicht wasserlöslich. Sie bestehen aus komplexen Mischungen ring­fömiger aromatischer und linearer aliphatischer Bestand­teile mit funktionellen Gruppen, die Sauer­stoff und vermutlich Stick­stoff enthalten, und werden teilweise aus Hunderten von Atomen gebildet. „Wahrscheinlich sorgen Gas­bläschen für ihren Transport an die Ozean­oberfläche, wo sie einen organischen Film bilden“, so Nozair Khawaja, der die begleitenden Labor­experimente mit organischen Substanzen leitete. „Es scheint, als würde Enceladus sein organisches Inventar so aus den Tiefen des Ozeans in stark erhöhten Konzentrationen an die Wasser­oberfläche bringen. Von dort aus wird es mit Ozean­tröpfchen ins Weltall geschleudert.“

Mit den Daten des Cassini-Detektors konnten die Heidelberger Forscher nicht nur die Zusammen­setzung des Ozeans von Enceladus, sondern auch die komplexe organische Chemie in seinen Tiefen untersuchen. „Die Entdeckung makro­molekularer Verbindungen, die aus einer moderat warmen Wasser­umgebung stammen, wird das Interesse an solchen Eis­monden als mögliche Habitate extra­terrestrischen Lebens weltweit befeuern“, sagt Mario Trieloff vom Klaus-Tschira-Labor für Kosmo­chemie, das am Institut für Geowissenschaften angesiedelt ist. Die vorliegenden Cassini-Daten allein erlauben jedoch keine definitive Antwort auf die Frage, ob diesen großen organischen Molekülen hydro­thermale oder sogar biogene Prozesse zugrunde liegen. „Dies ließe sich allerdings relativ leicht mit einer zukünftigen Enceladus-Raum­mission klären“, erläutert der Wissenschaftler.

Die amerikanisch-europäische Cassini-Huygens-Mission wurde 1997 als gemeinsames Projekt der NASA und der ESA sowie der italienischen Raum­fahrt­agentur ASI gestartet. Von 2004 an befand sich Cassini im Saturn­system und wurde im September 2017 kontrolliert in der Saturn­atmosphäre zum Absturz gebracht, wo die Raum­sonde verglühte. Die Daten, mit denen die Heidelberger Forscher gearbeitet haben, sind Bestand­teil eines Daten­satzes, der über 13 Jahre gesammelt wurde und die Wissenschaft noch eine Weile beschäftigen wird.

U. Heidelberg / DE