Encelado è famosa per essere uno dei mondi oceanici del nostro Sistema Solare. Tra il nucleo e la crosta ghiacciata, nasconde un oceano globale che si fa strada verso l'esterno attraverso profonde fessure chiamate tiger stripes, o "strisce della tigre", concentrate al polo sud della luna. Da qui eruttano imponenti geyser che sparano nello spazio vapore acqueo e altre sostanze e, una concentrazione piuttosto alta di alcune molecole generalmente associate alle bocche idrotermali sul fondo degli oceani della Terra.

La missione  Cassini della NASA che ha studiato il sistema di Saturno dal 2004 al 2017, confermò che l'acqua rilasciata dalla luna di Saturno contiene una ricca gamma di minerali ed è salata, cioè include cloruro di sodio (NaCl) come gli oceani nostrani e anche un po' di soda (carbonato di sodio, Na2CO3), il che renderebbe il mare sotterraneo simile ai laghi terrestri alcalini come il Mono in California o il Magadi in Kenya. Successive analisi hanno identificato anche quantità minori di fosforo, un elemento costitutivo del DNA, che forma i cromosomi e trasporta informazioni genetiche ed è presente nelle ossa dei mammiferi, nelle membrane cellulari e nel plancton che vive nell'oceano. É anche una parte fondamentale delle molecole che forniscono energia presenti in tutta la vita sulla Terra, senza le quali la vita stessa non potrebbe esistere.

Ora, analizzando ulteriormente i dati, gli scienziati hanno trovato ulteriori prove a favore dell’abitabilità di Encelado. In primo luogo, hanno potuto confermare il cianuro di idrogeno, una molecola chiave per l’origine della vita. Ma hanno anche scoperto indizi che l’oceano sotterraneo contiene una grande varietà di composti organici alcuni dei quali, sulla Terra, vengono utilizzati come fonte di energia dai microrganismi.

"Il nostro lavoro fornisce un'ulteriore prova del fatto che Encelado ospita alcune delle molecole più importanti sia per creare gli elementi costitutivi della vita sia per sostenere quella vita attraverso reazioni metaboliche", ha detto nel comunicato l'autore principale Jonah Peter, dell'Università di Harvard che ha svolto molti studi della ricerca mentre lavorava al Jet Propulsion Laboratory della NASA. “Non solo Encelado sembra soddisfare i requisiti di base per l’abitabilità ma ora abbiamo un’idea di come potrebbero formarsi biomolecole complesse e che tipo di percorsi chimici potrebbero essere coinvolti”.

I risultati sono stati recentemente pubblicati su Nature Astronomy.

Una scoperta matematica

A differenza di ricerche precedenti che utilizzavano esperimenti di laboratorio e modelli geochimici per replicare le condizioni trovate dalla Cassini su Encelado, gli autori del nuovo lavoro si sono basati su analisi statistiche dettagliate. Hanno esaminato i dati raccolti dallo Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) della sonda, che ha studiato il gas, gli ioni e i granelli di ghiaccio attorno a Saturno.

Quantificando la quantità di informazioni contenute nei dati, gli autori sono stati in grado di evidenziare sottili differenze nel modo in cui i diversi composti chimici spiegano il segnale acquisito dalla Cassini.

"Ci sono molti potenziali pezzi del puzzle che possono essere messi insieme quando si cerca di abbinare i dati osservati", ha detto Peter. “Abbiamo utilizzato modelli matematici e statistici per capire quale combinazione di pezzi del puzzle corrisponde meglio alla composizione del pennacchio e sfrutta al massimo i dati, senza alcuna sovrainterpretazione”.


Versatile ed energetica

"La scoperta dell'acido cianidrico è stata particolarmente emozionante, perché è il punto di partenza per la maggior parte delle teorie sull'origine della vita", ha detto Peter. La vita come la conosciamo richiede elementi costitutivi, come gli amminoacidi e, l'acido cianidrico è una delle molecole più importanti e versatili necessarie per formarli. 

“Più cercavamo di colmare i buchi nei nostri risultati testando modelli alternativi”, ha aggiunto Peter, “più le prove diventavano forti. Alla fine, è diventato chiaro che non c’è modo di abbinare la composizione del pennacchio [vista da Cassini] senza includere l’acido cianidrico”.

Gli scienziati hanno già trovato prove di attività chimiche su Encelado che potrebbero aiutare a sostenere la vita,  se presente, nel suo oceano. La combinazione di anidride carbonica, metano e idrogeno nel pennacchio suggerisce la metanogenesi, un processo metabolico che produce metano. Sulla Terra, la maggior parte della produzione di questo gas è dovuta a microrganismi che sfruttano lo squilibrio chimico dell'idrogeno prodotto nelle bocche idrotermali come fonte di energia e producono metano dall'anidride carbonica. Ma il processo avviene a un ritmo piuttosto lento.

Il nuovo lavoro svela prove dell’esistenza di ulteriori fonti chimiche di energia molto più potenti e diversificate rispetto alla metanogenesi. I composti organici ossidati, emersi dall'analisi statistica, indicando la presenza di molti percorsi chimici per sostenere potenzialmente la vita. Questo perché l’ossidazione aiuta a guidare il rilascio di energia chimica. 

“Se la metanogenesi è come una piccola batteria di orologio, in termini di energia, allora i nostri risultati suggeriscono che l’oceano di Encelado potrebbe offrire qualcosa di più simile alla batteria di un’auto, in grado di fornire una grande quantità di energia a qualsiasi forma di vita che potrebbe essere presente”. ha affermato Kevin Hand del JPL, coautore dello studio e ricercatore principale del lavoro che ha portato ai nuovi risultati.

Gli scienziati sono ancora lontani dal confermare la presenza di vita su Encelado ma il nuovo studio delinea altri percorsi chimici per la vita che potrebbero essere testati in laboratorio.