Encélado pode ter os ingredientes para a vida

Saturno tem 146 luas confirmadas - mais do que qualquer outro planeta do Sistema Solar -, mas uma delas, Encélado, distingue-se das restantes. Aparenta reunir os ingredientes necessários à vida.

Entre 2004 e 2017, a Cassini - uma missão conjunta da NASA, da Agência Espacial Europeia e da Agência Espacial Italiana - estudou Saturno, os seus anéis e as suas luas. A missão revelou descobertas espetaculares. Encélado, com apenas 504 quilómetros de diâmetro, alberga um oceano de água líquida sob uma crosta gelada que se estende por toda a lua.

No polo sul da lua, géiseres lançam para o espaço gás e grãos de gelo formados a partir da água desse oceano.

Embora os engenheiros da Cassini não tenham previsto analisar grãos de gelo expelidos ativamente por Encélado, incluíram na sonda um analisador de poeiras. Este instrumento mediu individualmente os grãos de gelo emitidos e permitiu aos investigadores conhecer a composição do oceano subterrâneo.

Enquanto cientista planetário e astrobiólogo que estuda os grãos de gelo de Encélado, procuro saber se existe vida nesta ou noutras luas geladas. Também me interessa compreender de que forma cientistas como eu poderiam detetá-la.

Ingredientes para a vida em Encélado

Tal como os oceanos da Terra, o oceano de Encélado contém sal, maioritariamente cloreto de sódio, conhecido habitualmente como sal de mesa. Inclui ainda vários compostos à base de carbono e possui um processo denominado aquecimento por marés, que produz energia no interior da lua. Água líquida, química baseada no carbono e energia são ingredientes essenciais à vida.

Em 2023, eu e outros cientistas identificámos fosfato, outro composto que sustenta a vida, em grãos de gelo provenientes do oceano de Encélado. O fosfato, uma forma de fósforo, é indispensável a toda a vida na Terra. Faz parte do ADN, das membranas celulares e dos ossos. Foi a primeira vez que os cientistas detetaram este composto num oceano de água extraterrestre.

É provável que o núcleo rochoso de Encélado interaja com o oceano de água através de fontes hidrotermais. Estas estruturas quentes, semelhantes a géiseres, elevam-se a partir do fundo oceânico. Os cientistas preveem que um ambiente semelhante possa ter sido o berço da vida na Terra.

Deteção de possível vida

Até hoje, ninguém detetou vida para lá da Terra. Ainda assim, os cientistas concordam que Encélado é um local muito promissor para a procurar. Então, como devemos fazê-lo?

Num artigo publicado em março de 2024, os meus colegas e eu realizámos um ensaio laboratorial para simular se os instrumentos analisadores de poeiras a bordo de naves espaciais conseguiriam detetar e identificar vestígios de vida nos grãos de gelo emitidos.

Para reproduzir a deteção dos grãos de gelo tal como os analisadores de poeiras no espaço a registam, utilizámos uma instalação laboratorial na Terra. Com este sistema, injetámos no vácuo um minúsculo jato de água contendo células bacterianas, onde o jato se desintegrou em gotículas. Em teoria, cada gotícula continha uma célula bacteriana.

Em seguida, apontámos um laser às gotículas individuais, criando iões carregados a partir da água e dos compostos celulares. Medimos esses iões através de uma técnica chamada espetrometria de massa. Estas medições permitiram-nos prever o que os analisadores de poeiras numa nave espacial deveriam encontrar caso se deparassem com uma célula bacteriana dentro de um grão de gelo.

Concluímos que estes instrumentos seriam eficazes na identificação de material celular. Os aparelhos concebidos para analisar grãos de gelo individuais deverão conseguir identificar células bacterianas, mesmo quando apenas 0.01 percent dos constituintes de uma única célula estiver presente num grão de gelo proveniente de um géiser semelhante aos de Encélado.

Os analisadores poderiam detetar várias assinaturas potenciais de material celular, incluindo aminoácidos e ácidos gordos. Os aminoácidos identificados corresponderiam a fragmentos das proteínas da célula ou a metabolitos, pequenas moléculas que participam nas reações químicas no interior da célula. Os ácidos gordos são fragmentos de lípidos que constituem as membranas celulares.

Nos nossos ensaios, utilizámos uma bactéria chamada Sphingopyxis alaskensis. As células desta cultura são extremamente pequenas - têm o mesmo tamanho das células que poderiam caber nos grãos de gelo libertados por Encélado. Para além de serem diminutas, estas células preferem ambientes frios e precisam de poucos nutrientes para sobreviver e crescer, à semelhança do que provavelmente aconteceria com a vida adaptada às condições do oceano de Encélado.

O analisador de poeiras específico da Cassini não possuía capacidade analítica para identificar material celular nos grãos de gelo. Contudo, os cientistas já estão a desenvolver instrumentos muito mais capazes para eventuais missões futuras a Encélado. Os resultados das nossas experiências contribuirão para o planeamento e a conceção desses instrumentos.

Futuras missões a Encélado e Europa

Encélado é um dos principais alvos de futuras missões da NASA e da Agência Espacial Europeia. Em 2022, a NASA anunciou que uma missão a Encélado tinha a segunda maior prioridade na seleção das suas próximas grandes missões - uma missão a Urano recebeu a prioridade mais elevada.

A agência europeia anunciou recentemente que Encélado é o alvo principal da sua próxima grande missão. É provável que essa missão inclua um analisador de poeiras altamente capaz para estudar grãos de gelo.

Encélado não é a única lua com um oceano de água líquida. Europa, lua de Júpiter, também possui um oceano que abrange toda a lua sob a sua crosta gelada. Os grãos de gelo de Europa sobem acima da superfície, e alguns cientistas consideram que Europa poderá até ter géiseres, como Encélado, que projetam grãos para o espaço. A nossa investigação também ajudará a estudar os grãos de gelo de Europa.

A missão Europa Clipper da NASA visitará Europa nos próximos anos. O lançamento da Clipper estava previsto para outubro de 2024, com chegada a Júpiter em abril de 2030. Um dos dois espetrómetros de massa da nave, o Analisador de Poeiras da Superfície, foi concebido para analisar grãos de gelo individuais.

O nosso estudo demonstra que este instrumento será capaz de encontrar até pequenas frações de uma célula bacteriana, caso estejam presentes em apenas alguns grãos de gelo emitidos.

Tendo em conta os planos de curto prazo destas agências espaciais e os resultados do nosso estudo, as perspetivas para as próximas missões espaciais que visitarão Encélado ou Europa são extremamente entusiasmantes. Sabemos agora que, com a instrumentação atual e futura, os cientistas deverão conseguir determinar se existe vida em alguma destas luas.

Fabian Klenner, investigador de pós-doutoramento em Ciências da Terra e do Espaço, Universidade de Washington

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.