แคสสินีตรวจพบโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนในไกเซอร์เอนเซลาดัสบนดาวเสาร์

นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมโดยยานอวกาศแคสสินีอีกครั้ง และระบุโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนในสสารที่ถูกขับออกจากมหาสมุทรใต้พื้นผิวเอนเซลาดัสบนดาวเสาร์โดยตรง ดวงจันทร์พ่นน้ำแข็งและไอน้ำออกมาผ่านรอยแตกในเปลือกน้ำแข็ง การศึกษาใหม่ยืนยันว่าสารประกอบเหล่านี้เกิดขึ้นในมหาสมุทรและไม่ได้เป็นเพียงผลจากการเปลี่ยนแปลงในอวกาศเท่านั้น

เม็ดน้ำแข็งที่วิเคราะห์ถูกจับไม่กี่นาทีหลังจากการดีดออก นักวิจัยตรวจพบประเภทของโมเลกุลที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนที่ไม่เคยปรากฏในการวิเคราะห์วงแหวน E ของดาวเสาร์ก่อนหน้านี้ การค้นพบนี้บ่งชี้ว่าปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นลึกภายในดาวเทียม

ตรวจพบโมเลกุลในพลัมสดจากเอนเซลาดัสบนดาวเสาร์

ทีมงานที่นำโดย Nozair Khawaja จาก Freie Universität Berlin ตรวจสอบข้อมูลจากเครื่องมือวิเคราะห์ฝุ่นจักรวาลของ Cassini ข้อมูลนี้มาจากการบินผ่านระยะใกล้ในปี 2551 ห่างจากพื้นผิวเพียง 21 กิโลเมตร สารประกอบอินทรีย์ที่ระบุใหม่ประกอบด้วยโครงสร้าง เช่น เอสเทอร์ อัลคีน และอีเทอร์

นักวิจัยได้เปรียบเทียบวัสดุสดจากขนนกกับตัวอย่างเก่าจากวงแหวน E ของดาวเสาร์ โมเลกุลในเมล็ดพืชสดไม่มีสัญญาณของการได้รับรังสีในอวกาศเป็นเวลานาน Frank Postberg ผู้ร่วมเขียนผลงาน เน้นย้ำว่าสารประกอบเชิงซ้อนมีอยู่แล้วในมหาสมุทรก่อนจะดีดตัวออกมา

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2568 โดยเป็นการตอกย้ำการสังเกตการณ์แคสสินีก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการมีอยู่ของน้ำของเหลว เกลือ และไฮโดรเจนบนเอนเซลาดัสบนดาวเสาร์ องค์ประกอบทางเคมีห้าในหกองค์ประกอบที่จำเป็นต่อชีวิตบนโลก (C, H, N, O, P) ได้รับการยืนยันแล้วในสภาพแวดล้อมของดวงจันทร์ ยังตรวจไม่พบเพียงกำมะถันเท่านั้น

• เม็ดน้ำแข็งรวบรวมไม่กี่นาทีหลังจากการดีดออก
• โมเลกุลที่มีสายโซ่คาร์บอนและหมู่ฟังก์ชันต่างกัน
• ยืนยันว่ามีสารตั้งต้นสำหรับสารประกอบที่เกี่ยวข้องทางชีวภาพ
• แหล่งกำเนิดมหาสมุทรพิสูจน์โดยการเปรียบเทียบกับวัสดุจากวงแหวน E ของดาวเสาร์
• ข้อมูลการบินข้ามจากปี 2008 ได้รับการประมวลผลใหม่ด้วยวิธีการใหม่

มหาสมุทรใต้ดินของเอนเซลาดัสบนดาวเสาร์แสดงกิจกรรมทางเคมี

เอนเซลาดัสมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 500 กิโลเมตร และรักษามหาสมุทรทั่วโลกไว้ใต้ชั้นน้ำแข็งยาวหลายกิโลเมตร ช่องระบายความร้อนใต้ทะเลมีแนวโน้มที่จะให้พลังงานและแร่ธาตุที่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา ขนนกโผล่ออกมาจากขั้วโลกใต้ผ่านรอยแยกที่เรียกว่า “ลายเสือ”

แคสซินีบันทึกเครื่องบินไอพ่นเหล่านี้ระหว่างภารกิจระหว่างปี 2547 ถึง 2560 เครื่องมือวัดองค์ประกอบทางเคมี อุณหภูมิ และความเร็วของอนุภาค ผลการวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่ามหาสมุทรทำหน้าที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์เคมีที่สามารถผลิตโมเลกุลขนาดใหญ่ขึ้นจากสารตั้งต้นอย่างง่าย

การจำลองในห้องปฏิบัติการที่ดำเนินการโดยทีมงานในญี่ปุ่นและเยอรมนีได้สร้างสภาวะที่คล้ายคลึงกัน พวกมันสร้างสารประกอบอินทรีย์ใกล้เคียงกับที่พบในกลุ่มขนนก กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาระหว่างน้ำ หิน และความร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนใต้พิภพ

ผลกระทบต่อการอยู่อาศัยของเอนเซลาดัสบนดาวเสาร์

การตรวจหาโมเลกุลอินทรีย์เชิงซ้อนที่สดใหม่ทำให้เกิดข้อถกเถียงเกี่ยวกับสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อชีวิตมากขึ้น บนโลก สารประกอบที่คล้ายกันมีส่วนร่วมในสายโซ่ที่นำไปสู่กรดอะมิโนและโครงสร้างทางชีวภาพอื่นๆ อย่างไรก็ตามการมีอยู่ขององค์ประกอบเหล่านี้ไม่เท่ากับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต

นักวิทยาศาสตร์เน้นย้ำว่าขั้นตอนต่อไปเกี่ยวข้องกับภารกิจเฉพาะในการรวบรวมตัวอย่างโดยตรงหรือวิเคราะห์มหาสมุทรในระดับความลึกที่มากขึ้น องค์การอวกาศยุโรปและ NASA กำลังหารือกันเกี่ยวกับแนวคิดเกี่ยวกับยานสำรวจที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านขนนกหรือแม้กระทั่งลงจอดบนพื้นผิวได้

ภารกิจแคสซินี-ไฮเกนส์ ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่าง NASA, ESA และหน่วยงานอวกาศของอิตาลี ยุติปฏิบัติการในปี 2560 ด้วยการควบคุมการลงสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ ข้อมูลที่เก็บถาวรยังคงให้ผลการค้นพบอีกเกือบหนึ่งทศวรรษต่อมา

การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้ชี้ไปที่เคมีที่อุดมไปด้วยเอนเซลาดัสบนดาวเสาร์

ในปี 2018 นักวิจัยได้รายงานโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่ในขนนกแล้ว งานปัจจุบันดำเนินต่อไปโดยการยืนยันแหล่งกำเนิดภายในและระบุประเภทใหม่ของสารประกอบ การรวมกันของฟอสเฟต ไฮโดรเจน และสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนเหล่านี้ทำให้โปรไฟล์ความสามารถในการอยู่อาศัยแข็งแกร่งขึ้น

ส่วนวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะ เช่น ยูโรปาของดาวพฤหัส ก็มีมหาสมุทรใต้ดินเช่นกัน เอนเซลาดัสบนดาวเสาร์มีความโดดเด่นจากกิจกรรมที่สังเกตได้ของขนนก ซึ่งช่วยให้สามารถศึกษาระยะไกลได้โดยไม่ต้องเจาะน้ำแข็ง

การศึกษาในอนาคตควรสำรวจองค์ประกอบโดยละเอียด

ทีมงานจากต่างประเทศวางแผนปรับปรุงเทคนิคการวิเคราะห์ข้อมูลแบบเก่า แบบจำลองการคำนวณจะพยายามจำลองความดัน อุณหภูมิ และสภาวะ pH ของมหาสมุทรเอนเซลาดัสบนดาวเสาร์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น ห้องปฏิบัติการภาคพื้นดินจะยังคงจำลองสภาพแวดล้อมต่อไปเพื่อทดสอบการก่อตัวของโมเลกุลที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

ชุมชนวิทยาศาสตร์กำลังรอข้อเสนอสำหรับภารกิจในอนาคตที่สามารถแก้ไขข้อกังขาเกี่ยวกับศักยภาพทางชีวภาพของดวงจันทร์ได้