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Der größte Saturnmond ist wahrscheinlich unbewohnbar

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Dieses Bild zeigt eine flache (Mercator-)Projektion des Blicks der Huygens-Sonde auf den Saturnmond Titan aus einer Höhe von 10 km. Die Bilder dieser Szene wurden am 14. Januar 2005 mit dem Lander-Imager/Spektroradiometer an Bord der ESA-Sonde Huygens aufgenommen. Die Huygens-Sonde wurde von der Raumsonde Cassini, die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, betrieben wird, zum Titan gebracht. Bildquelle: ESA/NASA/JPL/Foto der University of Arizona

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Dieses Bild zeigt eine flache (Mercator-)Projektion des Blicks der Huygens-Sonde auf den Saturnmond Titan aus einer Höhe von 10 km. Die Bilder dieser Szene wurden am 14. Januar 2005 mit dem Lander-Imager/Spektroradiometer an Bord der ESA-Sonde Huygens aufgenommen. Die Huygens-Sonde wurde von der Raumsonde Cassini, die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, betrieben wird, zum Titan gebracht. Bildquelle: ESA/NASA/JPL/Foto der University of Arizona

Eine Studie der westlichen Astrobiologin Katherine Nish zeigt, dass der Ozean unter der Oberfläche von Titan – dem größten Saturnmond – wahrscheinlich eine unbewohnbare Umgebung ist, was bedeutet, dass jede Hoffnung, Leben auf der eisigen Welt zu finden, im Wasser tot ist.

Diese Entdeckung bedeutet, dass Weltraumwissenschaftler und Astronauten wahrscheinlich kein Leben im äußeren Sonnensystem finden werden, wo sich die vier „Riesenplaneten“ befinden: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

„Leider müssen wir jetzt bei der Suche nach außerirdischen Lebensformen in unserem Sonnensystem weniger optimistisch sein“, sagte Nish, Professor für Geowissenschaften. „Die wissenschaftliche Gemeinschaft war sehr erfreut darüber, Leben auf den eisigen Welten des äußeren Sonnensystems zu finden, und dieses Ergebnis legt nahe, dass dies möglicherweise weniger wahrscheinlich ist, als wir bisher angenommen haben.“

Die Identifizierung von Leben im äußeren Sonnensystem ist ein wichtiges Interessengebiet für Planetenforscher, Astronomen und staatliche Raumfahrtbehörden wie die NASA, vor allem weil man annimmt, dass viele der eisigen Monde von Riesenplaneten große unterirdische Ozeane mit flüssigem Wasser enthalten. Man geht beispielsweise davon aus, dass Titan unter seiner eisigen Oberfläche einen Ozean hat, der mehr als zwölfmal so groß ist wie die Ozeane der Erde.

„Das Leben, wie wir es hier auf der Erde kennen, braucht Wasser als Lösungsmittel, daher sind Planeten und Monde, die viel Wasser enthalten, wichtig für die Suche nach außerirdischem Leben“, sagte Nish, Mitglied des Western Institute for Earth and Space Exploration.

Im Stadyveröffentlicht in der Zeitschrift AstrobiologieAnhand von Daten aus Einschlagskratern versuchten Nish und ihre Mitarbeiter zu bestimmen, wie viele organische Moleküle von der organisch reichen Oberfläche des Titanen in den Ozean unter der Oberfläche transportiert werden könnten.

Kometen, die im Laufe seiner Geschichte mit Titan kollidierten, haben die eisige Oberfläche des Mondes zum Schmelzen gebracht und dabei Pfützen aus flüssigem Wasser geschaffen, das sich mit organischem Material auf der Oberfläche vermischte. Die entstehende Schmelze ist dichter als die Eiskruste, sodass schwereres Wasser durch das Eis sinkt und möglicherweise den unterirdischen Ozean des Titanen erreicht.

Anhand angenommener Einschlagsraten auf Titans Oberfläche ermittelten Nisch und ihre Mitarbeiter, wie viele Kometen unterschiedlicher Größe Titan im Laufe seiner Geschichte jedes Jahr treffen würden. Dies ermöglichte es den Forschern, die Fließgeschwindigkeit des Wassers, das organische Materialien transportiert, von der Oberfläche des Titans in sein Inneres vorherzusagen.

Nish und sein Team fanden heraus, dass das Gewicht der auf diese Weise transportierten organischen Substanz sehr gering ist und nicht mehr als 7.500 kg/Jahr an Glycin beträgt, der einfachsten Aminosäure, aus der die Proteine ​​des Lebens bestehen. Das entspricht ungefähr der Masse eines männlichen afrikanischen Elefanten. (Alle Biomoleküle wie Glycin verwenden Kohlenstoff – ein Element – ​​als Rückgrat ihrer Molekülstruktur.)

„Ein Elefant pro Jahr Glycin in einem Ozean, der zwölfmal so groß ist wie die Ozeane der Erde, reicht nicht aus, um Leben zu erhalten“, sagte Neesh. „Früher ging man oft davon aus, dass Wasser gleichbedeutend mit Leben sei, vernachlässigte aber die Tatsache, dass Leben andere Elemente braucht, insbesondere Kohlenstoff.“

Andere eisige Welten (wie die Jupitermonde Europa und Ganymed sowie der Saturnmond Enceladus) haben fast keinen Kohlenstoff auf ihrer Oberfläche, und es ist unklar, wie viel aus ihrem Inneren gewonnen werden kann. Titan ist der eisige Mond im Sonnensystem mit der höchsten organischen Substanz. Wenn also der Ozean unter seiner Oberfläche unbewohnbar ist, verheißt das nichts Gutes für die Bewohnbarkeit anderer bekannter eisiger Welten.

„Diese Arbeit zeigt, dass es sehr schwierig ist, Kohlenstoff von der Titanoberfläche in den Ozean unter der Oberfläche zu transportieren, und dass es sehr schwierig ist, dass Wasser und Kohlenstoff, die für das Leben notwendig sind, am selben Ort koexistieren“, sagte Nisch.

Die Darstellung eines Künstlers zeigt, wie der Dragonfly-Quadcopter auf der Oberfläche des Saturnmondes Titan landet, seine Rotoren öffnet und wieder aufsteigt, um die Landschaft und Atmosphäre zu scannen. Bildnachweis: Steve Gribbin/Johns Hopkins

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Die Darstellung eines Künstlers zeigt, wie der Dragonfly-Quadcopter auf der Oberfläche des Saturnmondes Titan landet, seine Rotoren öffnet und wieder aufsteigt, um die Landschaft und Atmosphäre zu scannen. Bildnachweis: Steve Gribbin/Johns Hopkins

Libellenflug

Trotz dieser Entdeckung gibt es noch viel über Titan zu lernen, und für Nish stellt sich die große Frage: Woraus besteht es?

Nish ist Co-Forscher am Dragonfly-Projekt der NASA, einer für 2028 geplanten Raumfahrtmission, bei der ein Roboterflugzeug (Drohne) zur Oberfläche des Titans geschickt wird, um die präbiotische Chemie zu untersuchen, also wie sich organische Verbindungen für die Entstehung des Lebens bilden und selbst organisieren. Auf und neben dem Boden.

„Es ist fast unmöglich, die Zusammensetzung der organisch reichen Oberfläche von Titan zu bestimmen, indem man sie mit einem Teleskop durch seine organisch reiche Atmosphäre betrachtet“, sagte Nish. „Wir müssen dort landen und Proben der Oberfläche nehmen, um ihre Zusammensetzung zu bestimmen.“

Bisher hat die internationale Weltraummission Cassini-Huygens im Jahr 2005 erfolgreich eine Robotersonde auf Titan gelandet, um Proben zu analysieren. Dies ist nach wie vor die erste Raumsonde, die auf Titan landete, und die am weitesten von der Erde entfernte Landung, die jemals eine Raumsonde gemacht hat.

„Selbst wenn der unterirdische Ozean nicht bewohnbar wäre, können wir viel über die Chemie des Vorlebens auf Titan und der Erde lernen, indem wir die Wechselwirkungen auf der Titanoberfläche untersuchen“, sagte Nisch. „Wir würden wirklich gerne wissen, ob dort interessante Wechselwirkungen stattfinden, insbesondere wenn sich organische Moleküle durch Kollisionen mit flüssigem Wasser vermischen.“

Bildnachweis: Jet Propulsion Laboratory

Als Nish mit ihrer Abschlussstudie begann, befürchtete sie, dass sich dies negativ auf die Dragonfly-Mission auswirken würde, aber es führte tatsächlich zu weiteren Fragen.

„Wenn das gesamte Schmelzwasser der Einschläge in der Eiskruste versinken würde, hätten wir keine Proben in der Nähe der Oberfläche, wo sich Wasser und organisches Material vermischen. Das sind die Bereiche, in denen Dragonfly nach den Produkten dieser präbiotischen Reaktionen suchen könnte und uns so zeigen würde, was Leben bedeutet.“ könnte so sein“, sagte Nish. „Sie könnten ihren Ursprung auf verschiedenen Planeten haben.“

„Die Ergebnisse dieser Studie sind in Bezug auf die Bewohnbarkeit des Oberflächenmeeres von Titan pessimistischer als mir bewusst war, aber sie bedeuten auch, dass es in der Nähe der Oberfläche von Titan interessantere präbiotische Umgebungen gibt, die wir mit Instrumenten auf Dragonfly untersuchen können.“

Mehr Informationen:
Kathryn Nisch et al., Organischer Eintrag in den unterirdischen Ozean von Titan durch Einschlagskrater, Astrobiologie (2024). doi: 10.1089/ast.2023.0055

Informationen zum Magazin:
Astrobiologie


Siehe auch  Warum zieht uns die Schwerkraft nach unten und nicht nach oben?

Magda Franke

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