לאנקלדוס - השישי בגודלו מבין 146 הירחים של שבתאי - יש אוקיינוס נוזלי עם קרקעית סלעית מתחת לפני האוקיינוס הבהיר, הלבן והקפוא שלו. הרי געש מקרח פולטים חלקיקי חומר קפואים לחלל, ומייצרים אחת מהטבעות הרבות המקיפות את כוכב הלכת.
כעת, צוות חוקרים גילה כי אותם חלקיקים קפואים מכילים זרחה (פוספט). הם גילו אותם באמצעות נתונים של קאסיני, גשושית משותפת של נאס"א וסוכנות החלל האירופית שסיימה את המחקר שלה על שבתאי, הטבעות והירחים שלו בשנת 2017. זו הפעם הראשונה שזרחן נמצא באוקיינוס שמחוץ לכדור הארץ. התוצאות, שמוסיפות לסיכוי שאנקלדוס הוא ביתם של חיים חוצניים, פורסמו ביום רביעי (14/06/2023) בכתב העת Nature.
"לא ציפינו לזה. לא חיפשנו את זה", אמר פרנק פוסטברג (Frank Postberg), מדען פלנטרי באוניברסיטה החופשית של ברלין שהוביל את המחקר. הוא תיאר את התובנה שהם מצאו פוספטים (כימיקלים המכילים את היסוד זרחן) כ"רגע מפתה".
עם גילוי הזרחן בעולם האוקיינוס, מדענים אומרים שהם מצאו שם את כל היסודות החיוניים לחיים כפי שאנו מכירים אותם. זרחן הוא מרכיב מפתח בעצמות ובשיניים של בני אדם, ומדענים אומרים שהוא המרכיב הביו-חיוני הנדיר ביותר בקוסמוס. חוקרים פלנטריים זיהו בעבר את חמשת היסודות המרכזיים האחרים באנקלדוס: פחמן, מימן, חנקן, חמצן וגופרית (האחרון שבהם זוהה באופן לא סופי).
מחקרים מוקדמים יותר הצביעו על כך שזרחן צריך להיות נדיר בעולמות אוקיינוסים מחוץ לכדור הארץ, מה שעלול לעכב את היווצרות החיים במקומות אחרים במערכת השמש או בגלקסיה. אבל באנקלדוס, החוקרים מצאו את "ההיפך הגמור", אמר ד"ר פוסטברג. במקום היעדר פוספטים, אמר, הים הקפוא שלו "עשיר בהשוואה לאוקיינוסים של כדור הארץ בפקטור של 1,000 בערך".
ד"ר פוסטברג ועמיתיו הגיעו למסקנה זו על ידי ביצוע סקר מעמיק של 345 חלקיקי קרח שקאסיני חקרה בזמן שהיא חלפה דרך "טבעת E" של שבתאי, שנוצרה מפליטות אנקלדוס. הם מדדו את הרכב פליטות האבק הנובעות מהתנגשויות של חלקיקים אלה עם לוח המתכת של מכשיר על הגשושית, מנתח האבק הקוסמי (CDA). בתשעה מהחלקיקים הקפואים, הם גילו, יש מסות מולקולריות שרמזו על נוכחות של פוספטים.
כדי להבטיח שהם לא מפרשים לא נכון את הקריאות של קאסיני, הם הקימו סדרה של ניסויים במעבדה, וניסו מצבים וריכוזים שונים של זרחן. "ואחרי שעשינו מדידות רבות, פגענו בול", אמר אחד ממחברי המחקר, פביאן קלנר (Fabian Klenner), שכיום הוא אסטרוביולוג באוניברסיטת וושינגטון. "מצאנו התאמה מושלמת עם הנתונים מהחלל."
אבל החוקרים עדיין לא יכלו להסביר כיצד לאנקלדוס היו ריכוזים כה גבוהים של פוספטים באוקיינוס. כמה מהחוקרים חקרו זאת במכון הטכנולוגי של טוקיו על ידי הדמיית האינטראקציות הגיאוכימיות בין מי האוקיינוס לקרקע הסלעית שלו. הם מצאו תשובות במים הבסיסיים של אנקלדוס, העשירים בקרבונט. "אפשר לקרוא לזה 'אוקיינוס סודה'", אמר ד"ר פוסטברג.
זרחן מופיע באופן טבעי לרוב במינרלים מוצקים, כמו אלו המצויים בתוך אסטרואידים ושביטים. "ואם הוא כלוא בסלע, קשה לקצור אותו עבור חיים", אמר ד"ר פוסטברג, כי הוא צריך להיות מסיס עבור שימוש ביולוגי. "אבל אנחנו מגלים שמי סודה אלה יכולים להמיס פוספטים ממש טוב."
מיכאיל זולוטוב (Mikhail Zolotov), גיאוכימאי פלנטרי מאוניברסיטת אריזונה סטייט שכתב מאמר פרספקטיבה על המחקר עבור Nature, לא הופתע מההסבר הזה. "זה היה ברור קודם לכן, לפי מחקרים של אגמי סודה (Soda lake) על פני כדור הארץ, שנהיה צפויים לכמויות גבוהות של זרחן בכל אגמי סודה טבעיים", אמר.
מעבר לאנקלדוס, אומר ד"ר פוסטברג, תגלית זו עשויה להצביע על כך שעולמות אוקיינוסים אחרים במערכת השמש החיצונית, כמו הירח של צדק אירופה או כוכב הלכת הננסי פלוטו, עשירים בפוספטים - ולכן הם פוטנציאלית ישיבים. הוא וחוקרים אחרים מקווים לנתח מדגם גדול יותר של נתוני קאסיני כדי לחזק את התוצאות שלהם. אבל חיפוש מכריע אחר חיים באנקלדוס דורש עוד משימה שנמצאת במרחק של עשור או שניים, אם אי פעם תאושר. "אנחנו עדיין לא יודעים אם המקום המאד ישיב הזה באמת מיושב", אמר ד"ר פוסטברג. "אבל זה בהחלט שווה בדיקה."
מקורות:
