Der größte Mond des Saturns ist höchstwahrscheinlich unbewohnbar.

14. Februar 2024

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von Jeff Renaud, University of Western Ontario

Eine von der Astrobiologin Catherine Neish geleitete Studie zeigt, dass der Unterwasserozean des Titans – dem größten Mond des Saturns – höchstwahrscheinlich eine nicht bewohnbare Umgebung ist, was bedeutet, dass jegliche Hoffnung, Leben in dieser eisigen Welt zu finden, zunichte ist.

Diese Entdeckung bedeutet, dass es weitaus unwahrscheinlicher ist, dass Raumforscher und Astronauten jemals Leben im äußeren Sonnensystem finden werden, dem Zuhause der vier 'riesigen' Planeten: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

'Leider müssen wir nun etwas weniger optimistisch sein, wenn wir nach außerirdischen Lebensformen in unserem eigenen Sonnensystem suchen', sagte Neish, Professorin für Erdwissenschaften. 'Die wissenschaftliche Gemeinschaft war sehr begeistert von der Suche nach Leben in den eisigen Welten des äußeren Sonnensystems, und diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass es möglicherweise weniger wahrscheinlich ist, als wir zuvor angenommen haben.'

Die Identifizierung von Leben im äußeren Sonnensystem ist ein bedeutendes Forschungsgebiet für Planetenwissenschaftler, Astronomen und staatliche Raumfahrtagenturen wie die NASA, hauptsächlich weil vermutet wird, dass viele eisige Monde der Riesenplaneten große Unterwasserozeane aus flüssigem Wasser haben. Der Titan beispielsweise soll einen Ozean unter seiner eisigen Oberfläche haben, der mehr als 12 Mal so groß ist wie die Ozeane der Erde.

'Leben, wie wir es hier auf der Erde kennen, benötigt Wasser als Lösungsmittel, daher sind Planeten und Monde mit viel Wasser interessant, wenn es um die Suche nach außerirdischem Leben geht', sagte Neish, Mitglied des Instituts für Erd- und Weltraumforschung der Western University.

In der in der Zeitschrift Astrobiology veröffentlichten Studie versuchten Neish und ihre Mitarbeiter, die Menge an organischen Molekülen zu quantifizieren, die von der organischen Oberfläche des Titans in seinen Unterwasserozean übertragen werden könnten, wobei sie Daten von Impakt-Kratern verwendeten.

Kometeneinschläge auf dem Titan haben im Laufe seiner Geschichte die Oberfläche des eisigen Mondes geschmolzen und Pools aus flüssigem Wasser geschaffen, die sich mit den organischen Stoffen auf der Oberfläche vermischt haben. Die resultierende Schmelze ist dichter als die eisige Kruste, sodass das schwerere Wasser durch das Eis hindurch bis möglicherweise zum Unterwasserozean des Titans sinkt.

Unter Verwendung der angenommenen Einschlagraten auf der Oberfläche des Titans bestimmten Neish und ihre Mitarbeiter, wie viele Kometen unterschiedlicher Größe jedes Jahr im Laufe seiner Geschichte auf den Titan treffen würden. Dies ermöglichte den Forschern, die Fließgeschwindigkeit von Wasser mit organischen Stoffen vorherzusagen, die von der Oberfläche des Titans in sein Inneres gelangen.

Neish und das Team fanden heraus, dass das Gewicht der auf diese Weise übertragenen organischen Stoffe recht gering ist, höchstens 7.500 kg / Jahr Glycin, die einfachste Aminosäure, aus der Proteine im Leben bestehen. Dies entspricht in etwa der Masse eines männlichen afrikanischen Elefanten. (Alle Biomoleküle wie Glycin verwenden Kohlenstoff - ein Element - als Grundgerüst ihrer Molekülstruktur.)

'Ein Elefant pro Jahr Glycin in einem Ozean, der 12 Mal so groß ist wie die Ozeane der Erde, reicht nicht aus, um Leben aufrechtzuerhalten', sagte Neish. 'Früher wurde oft angenommen, dass Wasser Leben bedeutet, aber die Tatsache, dass Leben andere Elemente benötigt, insbesondere Kohlenstoff, wurde vernachlässigt.'

Andere eisige Welten (wie Jupiters Monde Europa und Ganymed sowie Saturns Mond Enceladus) haben fast kein Kohlenstoff auf ihrer Oberfläche, und es ist unklar, wie viel davon aus ihrem Inneren stammen könnte. Der Titan ist der organikreichste eisige Mond im Sonnensystem, daher tragen diese Ergebnisse dazu bei, dass es schlecht um die Bewohnbarkeit anderer bekannter eisiger Welten bestellt ist.

'Diese Arbeit zeigt, dass es sehr schwierig ist, das Kohlenstoff auf der Oberfläche des Titans in seinen Unterwasserozean zu übertragen - es ist im Grunde schwierig, sowohl das Wasser als auch den Kohlenstoff, die für Leben benötigt werden, am selben Ort zu haben', sagte Neish.

Der Flug der Libelle

Trotz der Entdeckung gibt es immer noch viel über den Titan zu lernen, und für Neish stellt sich die große Frage: Woraus besteht er?

Neish ist eine Co-Investigatorin des NASA-Projekts Dragonfly, einer geplanten Raumfahrtmission im Jahr 2028, bei der ein robotischer Rotorcraft (Drohne) auf die Oberfläche des Titans geschickt wird, um dessen präbiotische Chemie zu untersuchen, oder wie organische Verbindungen entstanden und sich selbst organisierten für den Ursprung des Lebens auf der Erde und darüber hinaus.

'Es ist nahezu unmöglich, die Zusammensetzung der organikreichen Oberfläche des Titans zu bestimmen, indem man sie mit einem Teleskop durch seine organikreiche Atmosphäre betrachtet', sagte Neish. 'Wir müssen dort landen und Proben entnehmen, um seine Zusammensetzung zu bestimmen.'

Bis heute hat nur die internationale Raumfahrtmission Cassini-Huygens im Jahr 2005 erfolgreich eine robotische Sonde auf dem Titan gelandet, um Proben zu analysieren. Sie bleibt die erste Raumsonde, die auf dem Titan gelandet ist, und die am weitesten entfernte Landung von der Erde aus.

'Even if the subsurface ocean isn't habitable, we can learn a lot about prebiotic chemistry on Titan, and Earth, by studying the reactions on Titan's surface,' said Neish. 'We'd really like to know if interesting reactions are occurring there, especially where the organic molecules mix with liquid water generated in impacts.'

When Neish started her latest study, she was worried it would negatively impact the Dragonfly mission, but it has actually led to even more questions.

'If all the melt produced by impacts sinks into the ice crust, we wouldn't have samples near the surface where water and organics have mixed. These are regions where Dragonfly could search for the products of those prebiotic reactions, teaching us about how life may arise on different planets,' said Neish.

'The results from this study are even more pessimistic than I realized with regards to the habitability of Titan's surface ocean, but it also means that more interesting prebiotic environments exist near Titan's surface, where we can sample them with the instruments on Dragonfly.'

Journal information: Astrobiology

Provided by University of Western Ontario