میکروب‌های زمین در شرایط اقیانوس انسلادوس زنده می‌مانند؛ فوران‌ها مسیر کشف حیات بیگانه را نشان می‌دهند

مریخ نیازمند مریخ‌نوردهایی است که صخره‌های باستانی و خشک را برای یافتن فسیل‌های زیست‌کره‌ای که میلیاردها سال پیش مرده است، حفاری کنند. اما انسلادوس، قمر زحل با قطر تنها ۵۰۰ کیلومتر، در حال حاضر اقیانوس مایع خود را با سرعتی بیش از ۴۰۰ متر بر ثانیه به فضا اسپری می‌کند؛ و شبیه‌سازی‌های آزمایشگاهی جدید نشان می‌دهند که میکروب‌های زمینی می‌توانند دقیقاً در همان شرایط شیمیایی موجود در این آب‌ها زنده بمانند.[2][5]

این تحقیق که توسط دانشمندان دانشگاه آزاد برلین (Freie Universität Berlin) هدایت می‌شود، یک شکاف حیاتی در اخترزیست‌شناسی را پر می‌کند. در حالی که فضاپیمای کاسینی پیش از این وجود آب، مولکول‌های آلی و فعالیت‌های هیدروترمال را در انسلادوس تایید کرده بود، مطالعه جدید این مکانیسم را آزمایش کرد که آیا یک ارگانیسم زنده می‌تواند در آن ترکیب خاص از نمک‌ها و گازها متابولیسم داشته و تولید مثل کند یا خیر.[1][4]

این تیم، آرکی‌های (archaea) زمینی را در معرض شرایط شبیه‌سازی‌شده اقیانوس انسلادوس قرار دادند؛ اقیانوسی که زیر پوسته یخی با ضخامت تخمینی ۲۰ تا ۲۵ کیلومتر قرار دارد. این میکروب‌ها نه تنها در فشار و دمای شبیه‌سازی‌شده زنده ماندند، بلکه فرآیندهای متابولیک خود را با موفقیت حفظ کردند که بازتابی از فعالیت‌های بیولوژیکی در تاریک‌ترین اقیانوس‌های زمین است.[2][3]

بقا در اقیانوس زیرسطحی تنها نیمی از معادله است؛ تشخیص آن از مدار، نیمه دیگر آن است. محققان دریافتند که مکانیک آبفشان‌های انسلادوس مانند یک سانتریفیوژ طبیعی عمل می‌کند. هنگامی که حباب‌های گاز از اقیانوس زیرسطحی بالا می‌آیند و در مرز خلاء می‌ترکند، مواد آلی را از آب جدا کرده و آن‌ها را در دانه‌های یخی حاصل متمرکز می‌کنند.[1][5]

این مکانیسمِ تمرکز، یک مانع بزرگ مهندسی را برای ماموریت‌های فضایی آینده حل می‌کند. اگر سلول‌های بیولوژیکی با همان تراکم زیست‌کره عمیق زمین در این اقیانوس وجود داشته باشند، حباب‌های در حال ترکیدن مواد سلولی کافی را درون یک دانه یخ پرتاب‌شده فشرده می‌کنند تا طیف‌سنج جرمی یک فضاپیما بتواند آن را در طول پرواز عبوری خود تشخیص دهد.[4][5]

ماموریت کاسینی که رصد ۱۳ ساله خود از سیستم زحل را در سال ۲۰۱۷ به پایان رساند، از میان این توده‌های فورانی پرواز کرد، اما فاقد ابزارهای تخصصی لازم برای شناسایی پلیمرهای پیچیده بیولوژیکی بود. با این حال، داده‌های آن فهرست شیمیایی دقیقی - از جمله هیدروژن مولکولی و دی‌اکسید کربن - را ارائه داد که به تیم برلین اجازه داد شبیه‌سازی با دقت بالایی از محیطی در فاصله ۱.۴ میلیارد کیلومتری زمین بسازند.[1][4]

این یافته‌ها به شدت بر طراحی ماموریت‌های پرچم‌دار پیشنهادی، مانند مفهوم مدارگرد-فرودگر انسلادوس (Enceladus Orbilander)، تاثیر می‌گذارد. با اثبات اینکه سیستم لوله‌کشی طبیعی این قمر نمونه‌های متمرکز را بسته‌بندی کرده و مستقیماً به فضا تحویل می‌دهد، این تحقیق نیاز فوری به زیردریایی‌های پیچیده یخ‌شکن برای جستجوی حیات را از بین می‌برد.[3][5]

گام بعدی برای جامعه علوم سیاره‌ای، نهایی کردن محموله ابزارهایی است که قادر به گرفتن این دانه‌ها در سرعت‌های پرواز عبوری ۴ تا ۵ کیلومتر بر ثانیه باشند، بدون اینکه نشانه‌های آلی ظریف درون آن‌ها از بین برود. اگرچه گزارش‌های منتشر شده در مورد این شبیه‌سازی شامل نقل‌قول‌های مستقیم از تیم تحقیقاتی نبود، اما داده‌ها یک هدف روشن را تعیین می‌کنند: اولین مدرک قطعی از حیات بیگانه می‌تواند در یک بخش ۱۰ میکرومتری از آب یخ‌زده اقیانوس ثبت شود.[2][5]