Estudio de la NASA revela fuente de energía vital en Encélado

Un estudio basado en los datos recolectados por la sonda Cassini en la luna congelada de Saturno, ha descubierto pruebas de un componente esencial para la vida y una fuente de energía poderosa para sustentarla.

El agua proveniente del océano subsuperficial de la luna de Saturno, Encélado, se proyecta desde grandes fisuras hacia el espacio. La sonda Cassini de la NASA, que capturó esta imagen en 2010, recolectó partículas de hielo y los científicos continúan realizando nuevos descubrimientos a partir de estos datos. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Instituto de Ciencias Espaciales.

Los científicos saben que la gigantesca pluma de granos de hielo y vapor de agua que emana de la luna Encélado de Saturno está repleta de compuestos orgánicos, algunos de los cuales son importantes para la vida tal como la conocemos. Ahora, al analizar los datos de la misión Cassini de la NASA, los científicos han llevado la evidencia de habitabilidad un paso más allá: han encontrado una sólida confirmación de cianuro de hidrógeno, una molécula clave para el origen de la vida.

Los investigadores también descubrieron evidencia de que el océano, que se encuentra debajo de la capa exterior helada de la luna y suministra la pluma, alberga una poderosa fuente de energía química. Hasta ahora no identificada, esta fuente de energía se presenta en forma de varios compuestos orgánicos, algunos de los cuales, en la Tierra, sirven como combustible para organismos.

Los hallazgos, publicados en Nature Astronomy, indican que puede haber mucha más energía química dentro de esta pequeña luna de lo que se pensaba anteriormente. Y cuanta más energía esté disponible, mayor es la probabilidad de que la vida pueda proliferar y mantenerse.

«Nuestro trabajo proporciona más evidencia de que Encélado alberga algunas de las moléculas más importantes tanto para crear los bloques de construcción de la vida como para sostener esa vida a través de reacciones metabólicas», dijo Jonah Peter, autor principal y estudiante de doctorado en la Universidad de Harvard que realizó gran parte de la investigación mientras trabajaba en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. «No solo parece que Encélado cumple con los requisitos básicos para la habitabilidad, ahora tenemos una idea de cómo podrían formarse moléculas biomoleculares complejas allí y qué tipo de vías químicas podrían estar involucradas».

Versátil y enérgico

«El descubrimiento de cianuro de hidrógeno fue particularmente emocionante, porque es el punto de partida para la mayoría de las teorías sobre el origen de la vida», dijo Peter.

La vida tal como la conocemos requiere bloques de construcción, y el cianuro de hidrógeno es una de las moléculas más importantes y versátiles necesarias para formar aminoácidos. Debido a que sus moléculas pueden apilarse de muchas maneras diferentes, los autores del estudio se refieren al cianuro de hidrógeno como la navaja suiza de los precursores de aminoácidos.

«Cuanto más intentábamos encontrar fallas en nuestros resultados probando modelos alternativos, más fuerte se volvía la evidencia», agregó Peter. «Eventualmente, quedó claro que no hay manera de coincidir con la composición de la pluma sin incluir el cianuro de hidrógeno».

Compuestos previamente no identificados en la pluma de Encélado indican un entorno potencialmente habitable. a, Ilustración de la actividad de la pluma en Encélado. b, El estado promedio de oxidación del carbono para compuestos orgánicos confirmados o sospechados en la pluma. Crédito: J.S. Peter et al., Nature, 2023.

En 2017, los científicos encontraron evidencia en Encélado de una química que podría ayudar a sostener la vida —si está presente— en su océano. La combinación de dióxido de carbono, metano e hidrógeno en la pluma sugiere la posibilidad de metanogénesis, un proceso metabólico que produce metano. La metanogénesis es común en la Tierra y puede haber sido fundamental para el origen de la vida en nuestro planeta.

El nuevo trabajo descubre evidencia de fuentes químicas de energía adicionales mucho más poderosas y diversas que la producción de metano: los autores encontraron una serie de compuestos orgánicos oxidados, lo que indica a los científicos que existen muchos caminos químicos para potencialmente sostener la vida en el océano subsuperficial de Encélado. Esto se debe a que la oxidación ayuda a liberar la energía química.

«Si la metanogénesis es como una pequeña batería de reloj en términos de energía, nuestros resultados sugieren que el océano de Encélado podría ofrecer algo más similar a una batería de automóvil, capaz de proporcionar una gran cantidad de energía a cualquier vida que pueda estar presente», señaló Kevin Hand, coautor del estudio y principal investigador del esfuerzo que llevó a los nuevos resultados en el JPL.

Las matemáticas son el camino

A diferencia de investigaciones anteriores que emplearon experimentos de laboratorio y modelado geoquímico para replicar las condiciones encontradas por Cassini en Encélado, los autores del nuevo trabajo se basaron en detallados análisis estadísticos. Examinaron los datos recopilados por el espectrómetro de masas de iones y neutros de Cassini, el cual estudió los gases, iones y granos de hielo alrededor de Saturno.

Al cuantificar la cantidad de información contenida en los datos, los autores lograron discernir diferencias sutiles en qué tan bien diferentes compuestos químicos explicaban la señal de Cassini.

La nave espacial Cassini capturó esta imagen del reflectante Encélado, visible en el centro, mientras orbita alrededor de Saturno. También en la imagen de 2007 se observan dos lunas más: Pandora, un punto brillante flotando cerca de los anillos, y Mimas, en la parte inferior derecha. Crédito: NASA/JPL.

«Hay muchas piezas de rompecabezas potenciales que se pueden unir al intentar coincidir con los datos observados», dijo Peter. «Usamos matemáticas y modelado estadístico para descubrir qué combinación de piezas de rompecabezas coincide mejor con la composición de la pluma y aprovecha al máximo los datos, sin interpretar demasiado el conjunto de datos limitado».

Los científicos aún están lejos de responder si la vida podría originarse en Encélado. Pero, como señaló Peter, el nuevo trabajo presenta vías químicas para la vida que podrían ser probadas en el laboratorio.

Mientras tanto, Cassini es la misión que sigue dando frutos, mucho después de revelar que Encélado es una luna activa. En 2017, la misión terminó al sumergir deliberadamente la nave espacial en la atmósfera de Saturno.

«Nuestro estudio demuestra que aunque la misión de Cassini haya terminado, sus observaciones continúan brindándonos nuevos conocimientos sobre Saturno y sus lunas, incluyendo la enigmática Encélado», dijo Tom Nordheim, científico planetario del JPL, coautor del estudio y miembro del equipo de Cassini.

Fuente: NASA. Edición: MP.