Volando lentamente a través de las columnas de Encelado para descubrir vida

Encelado lanza agua al espacio desde chorros en su polo sur. Esto lo convierte en el lugar perfecto para enviar una misión dedicada, donde la nave espacial vuela a través de las columnas utilizando instrumentos de detección de vida. Un nuevo estudio sugiere que la nave espacial debe moverse con cuidado a través de las columnas, manteniendo su velocidad por debajo de 4,2 kilómetros por segundo (2236 mph). El uso de un espectrómetro de impacto de aerosol especializado y especialmente diseñado a estas velocidades permitirá que el recolector de muestras de la nave espacial capture aminoácidos frágiles. Si es más rápido, se descompondrá y proporcionará resultados integrales.

Una de las mayores sorpresas de la misión de 20 años de Cassini al sistema de Saturno fue el descubrimiento de géiseres activos en Encelado. Encélado tiene sólo unos 500 kilómetros (310 millas) de diámetro y debería ser demasiado pequeño y demasiado lejos del Sol para estar activo. En cambio, esta pequeña luna es uno de los objetos geológicamente más dinámicos del sistema solar.

Impresionantes imágenes retroiluminadas capturadas por Cassini de esta luna muestran columnas en erupción en géiseres similares a los de Yellowstone, que emergen de fracturas en forma de rayas de tigre en la superficie de la luna. El descubrimiento de géiseres adquirió mayor importancia cuando Cassini determinó más tarde que las columnas contenían hielo de agua y materiales orgánicos. Dado que la vida tal como la conocemos depende del agua y de una fuente de energía, esta pequeña pero activa luna se ha agregado a la breve lista de posibles lugares para la vida en nuestro sistema solar.

Durante los tres pases de Cassini por Encelado en 2008 y 2009, el analizador de polvo cósmico de la nave espacial midió la composición de los granos de las columnas recién expulsadas. Las partículas de hielo alcanzaron el objetivo del detector a una velocidad de entre 6,5 y 17,5 km/s y se evaporaron instantáneamente. Si bien los campos eléctricos dentro del dispositivo pudieron separar los diferentes componentes de la nube de impacto resultante para su análisis, en una futura misión los científicos quieren medir las moléculas en las columnas sin vaporizarlas por completo.

En 2012, investigadores de la Universidad de California en San Diego comenzaron a trabajar en un espectrómetro de impacto de aerosoles único, diseñado específicamente para estudiar la dinámica de colisión de aerosoles individuales y partículas a altas velocidades. Aunque no fue diseñado específicamente para estudiar los efectos de los granos de hielo, resulta que este instrumento puede ser exactamente lo que los científicos planetarios están buscando para usar en Encelado, o incluso en Europa, la luna de Júpiter, donde hay evidencia creciente de columnas de hielo activas. vapor de agua. brotando de su superficie.

Continetti y varios colegas probaron el dispositivo en el laboratorio y demostraron que los aminoácidos transportados en columnas de hielo, como en Encelado, pueden sobrevivir a velocidades de impacto de hasta 4,2 kilómetros por segundo. Su investigación es Publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).

«Este dispositivo es el único de su tipo en el mundo que puede seleccionar partículas individuales y acelerarlas o desacelerarlas hasta las velocidades finales elegidas». Robert Continetti, profesor de la Universidad de California en San Diego, dijo en un comunicado de prensa: «Desde diámetros de varias micras hasta cientos de nanómetros, en una variedad de materiales, podemos examinar el comportamiento de las partículas, como por ejemplo cómo se dispersan o cómo cambia su estructura cuando chocan».

A partir de las mediciones de Cassini, los científicos estiman que las columnas de hielo de Encelado están explotando a 0,4 km/s (unas 800 mph). La nave espacial debe volar a las velocidades adecuadas para garantizar que las partículas puedan capturarse intactas.

Actualmente programado para su lanzamiento en octubre de 2024, Europa Clipper viajará a Júpiter (orbitará Júpiter en lugar de pasar directamente por Europa). Tiene un espectrómetro a bordo para determinar la composición de la superficie y escanear cualquier columna que arroje agua al espacio. Continetti y sus colegas esperan que su investigación ayude a determinar las velocidades de impacto ideales. Pero también esperan que cualquier investigación futura de Saturno pueda identificar una serie específica de moléculas encontradas en los granos de hielo que podrían indicar si existe vida en los océanos debajo de la superficie de estas lunas. El desafío es hacer que las partículas sobrevivan a su rápida expulsión de la Luna y sean recogidas por la sonda. Confían en que su detector pueda hacer esto.

«Las implicaciones de esto para descubrir vida en otras partes del sistema solar sin enviar misiones a la superficie de estas lunas oceánicas son muy interesantes, pero nuestro trabajo va más allá de las biofirmas en granos de hielo», dijo Continetti. «Y también tiene implicaciones para la química fundamental. Estamos entusiasmados con la perspectiva… de observar la formación de los componentes básicos de la vida a partir de reacciones químicas activadas por el impacto de los granos de hielo».