Tytan to największy księżyc Saturna pokryty grubą warstwą lodu, pod którym prawdopodobnie znajduje się wodny ocean. Na powierzchni można też znaleźć zbiorniki i rzeki z ciekłym metanem. Gęsta, mglista atmosfera składa się natomiast z azotu z niewielką domieszką metanu, argonu i różnych związków organicznych.

Naukowcy od dawna zastanawiają się nad możliwością istnienia jakichś form życia na Tytanie.

„W naszym badaniu koncentrujemy się na tym, co wyróżnia Tytana spośród innych lodowych księżyców: jego obfita zawartość związków organicznych” – mówi dr Antonin Affholder z University of Arizona (USA), autor publikacji, która ukazała się w piśmie „The Planetary Science Journal” (https://doi.org/10.3847/PSJ/adbc66).

Z pomocą modeli obejmujących biologiczne procesy energetyczne zespół ustalił, że podpowierzchniowy ocean Tytana, którego głębokość szacuje się na około 480 km, może podtrzymywać życie organizmów odżywiających się materią organiczną.

Jednak - według naukowców - Tytan mógłby podtrzymać minimalną ilość mikrobiologicznego życia, którego masa nie przekraczałaby kilku kilogramów.

Choć wiele spekulowano na temat możliwych scenariuszy powstania życia na Tytanie, opierając się na jego bogatej chemii organicznej, wcześniejsze szacunki – zdaniem autorów nowego opracowania – opierały się na zbyt uproszczonym podejściu.

„Panowało przekonanie, że skoro Tytan ma tak obfite zasoby związków organicznych, to nie brakuje źródeł związków, które mogłyby podtrzymywać życie” – mówi dr Affholder.

„Zwracamy uwagę, że nie wszystkie z tych cząsteczek organicznych muszą stanowić źródło pożywienia dla mikroorganizmów. Ocean jest naprawdę ogromny, a wymiana między nim a powierzchnią, gdzie znajdują się te związki, jest ograniczona, dlatego proponujemy bardziej zniuansowane podejście” – podkreśla.

Badacze starali się opracować wiarygodny scenariusz istnienia życia na Tytanie, opierając się na jednym z najprostszych i zarazem najbardziej niezwykłych procesów metabolicznych - fermentacji. To ten proces wykorzystywany jest przy wypieku chleba na zakwasie, warzeniu piwa, a także odpowiada za psucie się resztek jedzenia. Jest jednym z podstawowych procesów metabolicznych w przyrodzie. Wymaga jedynie obecności cząsteczek organicznych i nie potrzebuje „utleniacza” takiego jak np. tlen, który jest niezbędny w innych, bardziej złożonych procesach metabolicznych.

„Fermentacja prawdopodobnie rozwinęła się we wczesnej historii życia na Ziemi. Nie musimy sięgać po nieznane lub spekulatywne mechanizmy, które mogły, ale nie musiały zajść na Tytanie” – powiedział Affholder, dodając, że życie na Ziemi mogło początkowo powstać żywiąc się cząsteczkami organicznymi pozostałymi po formowaniu się naszej planety.

„Zadaliśmy sobie pytanie, czy podobnie działające mikroorganizmy mogłyby istnieć na Tytanie? Jeśli tak, to jaki potencjał ma podpowierzchniowy ocean Tytana do podtrzymywania biosfery, żywiącej się pozornie ogromnym zasobem abiotycznych cząsteczek organicznych, które powstają w atmosferze Tytana, gromadzą się na jego powierzchni i występują w jądrze?” – opowiada dr Affholder.

Naukowcy skupili się szczególnie na jednej cząsteczce organicznej – glicynie, czyli najprostszym ze wszystkich znanych aminokwasów. Jak wyjaśniają, glicyna występowała stosunkowo obficie w każdym rodzaju pierwotnej materii w Układzie Słonecznym.

„Kiedy przyglądamy się asteroidom, kometom, chmurom cząstek i gazu, z których powstają gwiazdy i planety, w tym nasz Układ Słoneczny, znajdujemy glicynę lub jej prekursory praktycznie we wszystkich tych miejscach” – tłumaczy prof. Affholder.

Jednak symulacje komputerowe wykazały, że tylko niewielka część materii organicznej na Tytanie może nadawać się do wykorzystania przez mikroorganizmy. Mikroby żywiące się glicyną w oceanie tego księżyca byłyby zależne od stałych dostaw tego aminokwasu z powierzchni pokrytej grubą warstwą lodu.

Wcześniejsze badania tego samego zespołu wykazały, że uderzenia meteorytów w lód mogą pozostawiać po sobie „kałuże stopionej wody”, które następnie przedostają się przez lód i dostarczają materię z powierzchni do oceanu.

„Nasze nowe badanie pokazuje, że to przenikanie mogłoby wystarczyć jedynie do podtrzymania bardzo niewielkiej populacji mikroorganizmów, o łącznej masie co najwyżej kilku kilogramów – czyli porównywalnej z masą małego psa” – mówi Affholder.

„Tak mikroskopijna biosfera oznaczałaby średnio mniej niż jedną komórkę na litr wody w całym ogromnym oceanie Tytana” - zaznacza badacz.

Więcej o warunkach panujących na Tytanie będzie mogła powiedzieć planowana przez NASA misja Dragonfly, w ramach której wysłany ma być latający dron.

Marek Matacz (PAP)

mat/ bar/