The possibility of life on Enceladus

Saturn's moon Enceladus on July 14, 2005 by Cassini

NASA's Cassini spacecraft completed the mission's final close flyby of Saturn's active moon Enceladus on December 19 in 2015 but continuous to monitor its activity from a distance, that was the 22nd Enceladus encounter of Cassini's mission. The spacecraft's discovery of geologic activity there, not long after arriving at Saturn, prompted changes to the mission's flight plan to maximize the number and quality of flybys of the icy moon.

After it was revealed Enceladus's surprising geologic activity in 2005, the spacecraft made a series of discoveries about the copious outflow of material from warm fractures near its south pole. Scientists announced in 2014 a strong evidence for a regional subsurface sea, later they revised their understanding of this and to confirm in 2015 that the tiny moon harbours a global ocean beneath its icy crust.

This world is only Saturn's sixth largest moon with a mean radius of 252 km, however it is a complex place with Hydrothermal vents spewing water vapor and ice particles from an underground ocean beneath the icy crust of Enceladus. This plume of material includes organic compounds, volatile gases, carbon dioxide, carbon monoxide, salts and silica. 

Enceladus is only 505 km across, credit: NASA/JPL

The icy outpost is gushing water vapor geysers out to a distance of three times the radius of Enceladus. The icy water particles coming out are roughly one ten-thousandth of an inch, or about the width of a human hair. The particles and gas escape the surface at jet speed at approximately 400 meters per second. Also Enceladus happens to be one of the brightest objects in our solar system, covered in water ice that reflects sunlight.

Enceladus is as today for many scientists the best place yet in our solar system to search for life and they are increasingly convinced about this possibility. Such possibility was deduced by findings of NASA’s Cassini spacecraft, currently orbiting Saturn, for it made intriguing observations of icy jets spewing from a suspected underground liquid ocean on the mysterious world that might be hospitable to alien life.

The Cassini mission will finally end up in September of 2017 and now scientists are pushing it to send a dedicated mission to Enceladus to look for the signs of life on Saturn’s moon. The reality is that some of them are already thinking very hard in such project including planetary scientist Carolyn Porco, who is the imaging team leader for Cassini.

Earlier on June Carolyn was gathering a team of researchers that included oceanographers, organic chemists and astrobiologists at the University of California, Berkeley to find ways to come up with a strategy about the sear for life on Enceladus, which in the words of Porco, “is a total bitch of a problem to solve.”

Enceladus's orbit in red

But where does such a small world, so far away and cold gets its source of energy to possibly support life? The answers lie in the friction created by its orbit around Saturn, which enables this moon to have a liquid ocean, the process is called tidal heating and occurs through the tidal friction processes: orbital and rotational energy are dissipated as heat in either the surface ocean or interior of a planet or satellite. So beneath its frozen surface it could find organic compounds that are building blocks for life although the having a hospitable condition to life does not mean life exists there at all.

Proving that we are not alone in the universe would be a profound revelation, regarding the origin of life the group discussed two scenarios which are opposing theories about how life here on earth originated, one in the ocean and two on land, if organisms exist in Enceladus’s ocean it would support the theory that life began on Earth in hydrothermal vents (hot, nutrient-rich, deep-sea vents on the ocean floor). “You’re not just searching for life, you’re searching for an understanding of the nature of that life, and how it compares to life on Earth,” says Chris McKay, a planetary scientist at NASA Ames Research Center.

Cutaway depicting thegeysers at Enceladus, Credit: ciclops.org 

Exists the difficulty not only of getting there and making the project work, but also once the spacecraft collects a sample from Enceladus, there is the debate of how will scientists test it for life. For many years, researchers have argued over the definition of life in the words of McKay “If you went to Mars and found a dead rabbit on the ground, it’s not alive, but it is compelling evidence of life, so we’re not searching for something that’s alive but searching for the molecules that life uses. In other words, we’re looking for the body of the dead rabbit.” So far there are mainly two ways to go about, take a sample already being ejected from the planet or direct contact with the moon and penetrate in it.

The clues that scientists are trying to find are amino acids which are molecules for the building blocks for proteins they are found on comets and meteorites too, and another key signature to be detected is lipids, they are used by cells to build their outside walls, Alfonso Davila, a research scientist at the SETI Institute and Ames says “They’re something you’d expect to be present at the origin of life and you’d expect cells to use them.” Some other possibilities on the search list are large organic compounds, even direct visual evidence may be possible but ultimately, scientists think it will probably take a combination of evidence to show that they have actually found life.

Sources: Scientific American, NASA, JPL, Wikipedia

-----------------------------------------------------------------------------------------

La posibilidad de vida en Encélado 

Voyager 2 Color Image of Enceladus, Almost Full Disk 1998

La nave espacial de la NASA Cassini completó su misión final de sobre vuelo de este activo mundo de Encélado el pasado 19 de diciembre de 2015 aunque continúa monitorizando su actividad desde la distancia, este fue el encuentro número 22 de la misión Cassini con Encélado. La sonda descubrió actividad geológica allí, no mucho después de la llegada de esta a Saturno, lo que conllevó cambios en los planes de vuelo de la misión para aprovechar el número de sobrevuelos de calidad sobre la luna helada. 

Tras la sorprendente revelación de la actividad geológica de Encélado en 2005, la nave realizó una serie de descubrimientos acerca del copioso material expulsado por unas fracturas calientes cerca de su polo sur. Los científicos anunciaron en 2014 de una fuerte evidencia de que hubiera una región con un mar subyacente para más tarde tras la revisión de la información confirmar en 2015 de la existencia de un océano global bajo la corteza helada de esta luna.

Este mundo es tan solo la sexta luna más grande en tamaño de Saturno con un radio medio de 252 km, sin embargo, es un complejo lugar con fuentes hidrotermales expulsando vapor de agua y partículas de hielo desde océanos bajo la corteza de su superficie helada. Esta cortina de material contiene componentes orgánicos, gases volátiles, dióxido de carbono, monóxido de carbono, sales y sílice. 

Frozen fractures on Enceladus, credit: ciclops.org

Este lejano lugar helado expulsa vapor de agua desde géiseres a una distancia de tres veces el radio de Encélado. Las partículas heladas que salen son aproximadamente una diezmilésima de una pulgada o lo que es lo mismo del grosor de un pelo humano. Dichas partículas escapan a una velocidad de aproximadamente 400 metros por segundo. Además, Encélado es uno de los lugares más brillantes en nuestro sistema solar al estar totalmente cubierto por hielo reflejando la luz del sol.

A día de hoy Encélado es para muchos científicos el mejor lugar de nuestro sistema solar para encontrar vida, posibilidad está de la que están cada vez más convencidos. Tal idea fue deducida por los hallazgos de la nave espacial de la NASA Cassini actualmente en órbita en Saturno, ya que realizó unas intrigantes observaciones de unas protuberancias de hielo eyectadas de lo que se sospechaba como un océano interno, en un misterioso y quizás acogedor mundo para una vida alienígena. 

Finalmente, la misión Cassini acabara su vida en septiembre de 2017 hoy a día de hoy los científicos están presionando para que se envíe una misión específica a Encélado. De hecho, algunos de ellos ya han comenzado a pensar seriamente acerca de cómo podrían hacer esto incluyendo a Carolyn Porco, quien es líder del equipo de imágenes de Cassini.

A principios de Junio Carolyn comenzó a reunir un equipo de investigadores, que incluyó a oceanógrafos, químicos orgánicos y astrobiólogos de la Universidad de California, Berkeley, con el objetivo de diseñar una estrategia para buscar extraterrestres en Encélado. Según Porco, “es un tremendo problema por resolver”.

¿Pero de donde tan pequeño mundo, y tan alejado y frio consigue su fuente de energía? La respuesta está en la fricción creada por su órbita alrededor de Saturno, lo que le permite a la luna tener un océano líquido, dicho proceso se denomina calentamiento de marea y se produce a través de los procesos de fricción de las mareas: La energía orbital y la rotacional se disipan en forma de calor, ya sea en la superficie del océano o en el interior de un planeta o satélite. Así que bajo su superficie helada se podrían encontrar compuestos orgánicos que son los elementos constituyentes de la vida, aunque tener unas condiciones hospitalarias para la vida no quiere decir que esta exista allí. 

Trapping of Methane In Enceladus' Ocean credit: NASA

Demostrar de que no estamos solos en el universo sería una gran revelación, en cuanto al origen de la vida el grupo discute dos posibles escenarios de cómo pudo originarse la vida, uno en el océano y otro en tierra, si existen organismos en el océano de Encélado apolillaría la teoría del origen marino de la vida en la tierra en las fuentes hidrotermales (respiraderos en las profundidades marinas, calientes y ricos en nutrientes). “No solo estás en busca de la vida, estás en busca de la comprensión de la naturaleza de esa vida, y de cómo se compara con la vida en la Tierra”, dice Chris McKay, científico planetario del Centro de Investigación Ames de la NASA.

Además de la dificultad existente de llegar allí y hacer que el proyecto sea un éxito, y que en la nave tome una muestra, hay también el debate de saber cómo los científicos los testaran para detectar vida. Por muchos años los investigadores han discutido sobre la definición misma de la vida en palabras de McKay “Si usted fuera a Marte y encuentra un conejo muerto en el suelo, no está vivo, pero es una evidencia convincente de vida. Así que no estamos buscando algo que esté vivo, si no buscando las moléculas que usa la vida. En otras palabras, estamos buscando el cuerpo del conejo muerto”. De momento hay dos maneras de aguardar el problema, tomar una muestra del material que ya de expulsa del planeta o contacto directo con la luna y penetrar en ella. 

La pistas que los científicos buscan son los aminoácidos que son las moléculas con las que se constituye las proteínas y que se encuentran en los cometas y meteoritos también, otra clave importante sería detectar lípidos, ya que son usados por las células para construir su paredes exteriores, Alfonso Davila, investigador científico del Instituto SETI y del Centro Ames. “Son elementos que uno espera que estén presentes en el origen de la vida y que sean usados por las células”. Otras posibilidades en la lista sería encontrar compuestos moleculares complejos, o incluso una evidencia directa visual de vida, los científicos piensan que sería una combinación de evidencias las que posibilitarían encontrar la evidencia de vida.

Fuentes: Scientific American, NASA, JPL, Wikipedia

Enceladus Possible Hydrothermal Activity (Artist's Concept) credit: NASA/JPL

Enceladus  Enceladus with the narrow-angle camera of Cassini, credit: NASA/JPL

Saturn's moon Enceladus by Cassini, credit: NASA/JPL

Bursting at the Seams, the Geyser Basin of Enceladus  by Cassini, credit: NASA/JPL