Die Cassini Mission, die bis 2017 im Saturnsystem operierte, hatte in der N?he des Südpols des eisigen Saturnmondes Enceladus nahezu parallele Risse entdeckt. Aus diesen Rissen str?men Gase und Eispartikel in das Weltall, die von dem unterirdischen Ozean des Mondes stammen. Europa, ein Eismond von Jupiter, wird bald detailliert von Instrumenten auf NASA’s Europa Clipper Raumsonde untersucht werden. Start der Mission ist für Oktober diesen Jahres vorgesehen.
In Vorbereitung auf diese und andere zukünftige Missionen untersuchen Forschende, was moderne Instrumente auf den Eismonden finden k?nnten. Aufgrund der hohen relativen Geschwindigkeiten der Eisteilchen zur Raumsonde ist es sehr schwierig, Einschl?ge von einzelnen Eisteilchen auf Massenspektrometer zu simulieren. Die Forschenden haben stattdessen ein Experiment an der Freien Universit?t Berlin genutzt. Mit dem Versuchsaufbau haben die Forschenden einen dünnen Wasserstrahl in eine Vakuumkammer injiziert. Der Wasserstrahl zerf?llt in winzige Tr?pfchen, die dann mit einem Laser beschossen wurden. Die durch den Laserbeschuss entstandenen geladenen Teilchen wurden in einem Massenspektrometer im Labor untersucht, um vorherzusagen, was Instrumente auf Raumsonden detektieren würden.
Die neu ver?ffentlichten Ergebnisse zeigen, dass Instrumente, die für zukünftige Raumsonden vorgesehen sind, Zellmaterial aufspüren k?nnen. Und das funktioniert sogar, wenn das Zellmaterial in nur sehr wenigen einzelnen Eisteilchen vorhanden w?re. Ein Instrument, das diese F?higkeit besitzt, ist der SUrface Dust Analyzer auf Europa Clipper.
Für ihre Studie verwendeten die Forschenden Sphingopyxis alaskensis, ein Bakterium, das in Gew?ssern von Alaska vorkommt. Im Vergleich zu Escherichia coli, einem g?ngigen Modellorganismus für Studien auf der Erde, leben die viel kleineren S. alaskensis Bakterien in kalter Umgebung und k?nnen mit nur wenigen N?hrstoffen auskommen. Aufgrund all dieser Eigenschaften ist dieser Organismus wom?glich ein geeigneterer Kandidat für potenzielles Leben auf einem Eismond. ?Die Bakterien sind extrem klein, sodass sie theoretisch in die ausgesto?enen Eisteilchen passen“, erl?utert Fabian Klenner.
?Mit geeigneten Instrumenten, wie zum Beispiel dem SUrface Dust Analyzer auf NASA’s Europa Clipper Raumsonde, k?nnte es einfacher sein als wir dachten, Spuren von Leben auf einem Eismond zu finden“, erkl?rt Prof. Dr. Frank Postberg, Mitautor der Studie. Frank Postberg ist Professor für Planetologie am Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universit?t Berlin. ?Die Voraussetzung ist natürlich, dass es dort Leben gibt und die Lebensformen auch in Eisteilchen eingeschlossen werden, die sich z.B. aus flüssigem Wasser unter der Eiskruste bilden.“
Die Studie wurde vom Europ?ischen Forschungsrat (ERC), der NASA und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert. Die weiteren Mitautor:innen sind Janine B?nigk, Dr. Maryse Napoleoni, Dr. Jon Hillier und Dr. Nozair Khawaja von der Freien Universit?t Berlin, Prof. Dr. Karen Olsson-Francis von The Open University in Gro?britannien, Dr. Morgan Cable und Dr. Michael Malaska von NASA’s Jet Propulsion Laboratory (USA), Prof. Dr. Sascha Kempf von der University of Colorado in Boulder (USA) und Prof. Dr. Bernd Abel von der Universit?t Leipzig.
Die aktuelle Arbeit im renommierten Fachjournal Science Advances ist besonders relevant im Hinblick auf die EUROPA clipper mission der NASA. Prof. Dr. Abels Team in Leipzig ist und war in diesem Projekt besonders für die Hardware- und Methodenentwicklung, die massenspektrometrische Analyse von Eispartikeln, sowie die kritische Auswertung und Interpretation der Daten zust?ndig. Er sagt: ?Die Europa Clipper Mission soll detaillierte Informationen über den Jupitermond Europa erbringen, wobei die Erforschung seiner Habitabilit?t im Fokus steht. Die aktuellen Ergebnisse sind dabei von gro?er Bedeutung für die Einsch?tzung, wie leicht man die Bauseine des Lebens wie Zellbestandteile in einzelnen Eispartikeln aus den Emissionen der Eismonde von Europa und Jupiter messen kann.“
Originaltitel der Studie in "Science Advances":
?How to identify cell material in a single ice grain emitted from Enceladus or Europa“, https://doi.org/10.1126/sciadv.adl0849