Kad se govori o mogućem životu u Jupiterovu sustavu, naglasak je gotovo uvijek na vodi i energiji. No nova analiza sugerira da su galilejanski mjeseci možda imali još jednu ključnu prednost od samog početka: složene organske molekule, kemijske prekursore života, ugrađene u materijal iz kojeg su nastali.
U međunarodnom timu sudjelovao je Southwest Research Institute (SwRI), a rezultati su predstavljeni u dvjema komplementarnim studijama objavljenima u časopisima The Planetary Science Journal i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Autori u njima opisuju kako se složene organske molekule (COMs) mogu stvarati na ledenim zrncima u uvjetima ranog Sunčeva sustava te kako su se takva zrnca mogla prenijeti do područja u kojem su se formirali Jupiterovi najveći sateliti.
Kako nastaju složeni organski spojevi
Za nastanak živih sustava potrebni su spojevi bogati ugljikom, uz kisik, dušik i druge elemente. Laboratorijski pokusi pokazali su da složene organske molekule mogu nastajati kada se ledena zrnca koja sadrže metanol ili mješavine ugljikova dioksida i amonijaka izlože ultraljubičastom zračenju ili umjerenom zagrijavanju, u uvjetima kakvi postoje u protoplanetarnim diskovima, diskovima plina i prašine oko mladih zvijezda iz kojih se formiraju planeti.
Istraživači su željeli precizno odrediti kakvim su toplinskim i zračenjskim uvjetima takva zrnca bila izložena dok su se kretala kroz protosunčevu maglicu i kasnije kroz Jupiterov circumplanetarni disk, strukturu iz koje su se formirali Jupiter i njegovi mjeseci. “Spajajući evoluciju diska s modelima transporta čestica mogli smo precizno kvantificirati zračenjske i toplinske uvjete koje su ledena zrnca doživjela,” rekao je dr. Olivier Mousis iz SwRI-jeva odjela za znanost o Sunčevu sustavu i istraživanje, vodeći autor jedne od studija. “Zatim smo naše simulacije izravno usporedili s laboratorijskim pokusima koji proizvode složene organske molekule u realističnim astrofizičkim uvjetima. Rezultati su pokazali da je njihovo stvaranje moguće i u okruženju protosunčeve maglice i u Jupiterovu circumplanetarnom disku.”
Put organskih molekula do mjeseca
Tim, u kojem su bili i znanstvenici sa Sveučilišta Aix-Marseille u Francuskoj te Instituta za napredne studije u Irskoj, razvio je napredne modele evolucije protosunčeve maglice i Jupiterova circumplanetarnog diska. Modele su povezali s modulom za transport zrnaca koji prati kretanje ledenih čestica kroz oba okruženja, kako bi rekonstruirali fizičku i kemijsku povijest materijala iz kojeg su nastajali mjeseci.
U središtu simulacija bila je formacija četiriju galilejanskih mjeseca, Europe, Ganimeda, Kalista i Ije, Jupiterovih najvećih i najproučavanijih satelita. Rezultati upućuju na to da je značajan udio ledenih zrnaca mogao steći složene organske molekule i zatim ih učinkovito prenijeti u zonu u kojoj su se mjeseci akumulirali. U nekim modeliranim scenarijima gotovo polovica simuliranih čestica prenijela je novostvorene organske molekule iz protosunčeve maglice u Jupiterov circumplanetarni disk, gdje su se mogle ugraditi u rastuće mjesece bez većih kemijskih promjena.
Studije istodobno sugeriraju da se dio složenih organskih molekula mogao stvarati i lokalno, unutar Jupiterove orbite. Istraživači ističu područja u Jupiterovu circumplanetarnom disku s dovoljno topline da pokrenu organsku kemiju potrebnu za nastanak COMs. To znači da su galilejanski mjeseci mogli “naslijediti” organski materijal iz dvaju izvora: iz šire protosunčeve maglice i iz procesa u vlastitom okruženju nastanka, prije milijardi godina.
Takva slika ima posljedice za raspravu o nastanjivosti. Europa, Ganimed i Kalisto smatraju se kandidatima za podzemne oceane ispod ledene kore, što se često navodi kao povoljan okvir za razvoj života. Ako su složene organske molekule bile prisutne od početka, tada ti svjetovi, uz vodu i izvore energije, vjerojatno imaju i kemijske prekursore koji mogu pokretati predbiotičke procese, uključujući nastanak aminokiselina i nukleotida.
“Naši nalazi sugeriraju da se Jupiterovi mjeseci nisu formirali kao kemijski netaknuti svjetovi,” rekao je Mousis. “Umjesto toga, mogli su već pri rođenju akumulirati značajan inventar složenih organskih molekula, pružajući kemijsku osnovu koja je kasnije mogla doći u dodir s tekućom vodom u njihovoj unutrašnjosti.”
U trenutku kad NASA-ina misija Europa Clipper i misija JUICE Europske svemirske agencije putuju prema Jupiterovu sustavu kako bi proučavale sastav, strukturu i potencijalnu nastanjivost Jupiterovih mjeseca, autori smatraju da ovakav rezultat pruža koristan okvir za tumačenje budućih mjerenja kemije na površini i ispod površine. “Povezivanjem laboratorijske kemije, fizike diskova i modela transporta čestica, naš rad može istaknuti kako su uvjeti za nastanjivost ukorijenjeni u najranijim fazama formiranja planetarnih sustava,” rekao je Mousis
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
