Er hoeft mogelijk niet eens een ruimtevaartuig op het maantje te landen. Een orbiter zal al voldoende zijn om te achterhalen of aardachtige microben de ondergrondse oceaan van Enceladus bevolken.

In onze voortdurende zoektocht naar buitenaards leven wekt Saturnus’ maantje Enceladus interesse. Al jaren achtereen stapelt het bewijs dat er mogelijk microben in de ondergrondse oceaan die onder de dikke ijskap schuilgaat, zich op. Het enige probleem: Enceladus is een verre, ruige wereld. “Het is duidelijk dat het niet gemakkelijk zal zijn om een robot door ijsscheuren te laten kruipen en diep naar de zeebodem te laten duiken,” zegt onderzoeker Régis Ferrière. Maar misschien is dat ook wel helemaal niet nodig!

Enceladus: een saaie sneeuwbal?
Toen Enceladus in 1980 voor het eerst werd bezocht door NASA’s Voyager 1-ruimtevaartuig, zag het maantje eruit als een kleine, saaie ‘sneeuwbal’. Maar schijn bedriegt. Onderzoekers waren stomverbaasd toen ze decennia later dankzij ruimtesonde Cassini ontdekten dat er onder de dikke ijslaag een enorme, warme oceaan schuilgaat. Bovendien spuit Enceladus regelmatig flinke waterpluimen de ruimte in. Hierbij wordt vloeibaar water afkomstig van de oceaan onder de ijskorst van de maan omhoog geschoten. Onderzoekers namen al eerder deze pluimen onder de loep om hun samenstelling te achterhalen. En daaruit blijkt dat deze pluimen niet alleen methaan herbergen (een gas dat op aarde afkomstig is van microbieel leven) maar mogelijk ook een groot deel van de benodigde chemische ingrediënten voor leven zoals wij dat kennen, namelijk koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof, zwavel en fosfor.

Water interageert met gesteente op de zeebodem, waardoor de waterpluimen op Enceladus ontstaan. Soortgelijke schoorsteenachtige openingen zijn te vinden langs de randen van tektonische platen in de oceanen van de aarde, ongeveer 2200 meter onder het oppervlak. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute

Al met al lijkt het sterk aannemelijk dat Enceladus leefbaar en mogelijk zelfs bewoond wordt. Dit zou ook kunnen verklaren waarom de maan onder andere methaan opboert. “Om te kijken of dat echt het geval is, moeten we teruggaan naar Enceladus om te kijken,” zegt Ferrière.

Orbiter
Een interessante vervolgvraag is wat er precies nodig is om leven op de ijzige maan aan het licht te brengen. En volgens Ferrière hoeft het niet eens zo ingewikkeld te zijn. In zijn studie betoogt hij samen met zijn collega’s dat een toekomstige missie alle antwoorden zou kunnen geven, zelfs zonder op de kleine wereld te landen. Want een bezoek van een ruimtevaartuig die enkel in een baan rond de maan wordt gebracht, zal al genoeg zijn om te weten te komen of aardachtige microben de ondergrondse oceaan van Enceladus bevolken.

Pluimen bemonsteren
Kortom, Ferrière stelt voor een orbiter te sturen die vervolgens de waterpluimen aan een nadere inspectie onderwerpt. “Onze simulaties tonen aan dat een geavanceerd ruimtevaartuig in staat zou zijn belangrijke gegevens uit deze pluimen te verzamelen,” aldus de onderzoeker. “En we hebben nu aangetoond dat deze aanpak voldoende is om met vertrouwen te kunnen zeggen of de oceaan van Enceladus leven herbergt. Het betekent dat we hiervoor dus niet naar grote diepte hoeven af te reizen. Dit is een heel opwindend perspectief.”

Microben
Welke microben ze denken aan te treffen? Zogenoemde methanogenen zijn de meest waarschijnlijke levensvormen. “De eenvoudigste levende wezens op aarde, zijn microben die methanogenen worden genoemd en zichzelf in afwezigheid van zonlicht van energie voorzien,” legt Ferrière uit. De meeste methanogenen kunnen koolstofdioxide en waterstofgas omzetten in methaan, wat ook gelijk het aangetroffen methaan in Enceladus’ waterpluimen zou verklaren. De onderzoekers berekenden vervolgens hoeveel methanogenen er op de maan zouden kunnen wonen, evenals de waarschijnlijkheid dat hun cellen en andere organische moleculen door de pluimen zouden kunnen worden weggeslingerd.

Schaars
Opvallend genoeg blijkt uit de berekeningen dat het op Enceladus helemaal niet hoeft te krioelen van de microben. “We waren verrast toen we ontdekten dat het aantal levende microben in de oceaan van Enceladus zou neerkomen op de biomassa van één enkele walvis,” aldus onderzoeker Antonin Affholder. Het betekent dus dat leven op Enceladus extreem schaars is. Of het dan lastiger wordt om met een orbiter leven op Enceladus te ontdekken? Waarschijnlijk niet. “We denken dat er door de pluimen net genoeg organische moleculen of cellen worden weggeworpen die we met instrumenten aan boord van een toekomstig ruimtevaartuig kunnen oppikken,” aldus Affholder.

Cellen
Hoewel de vondst van waarneembare cellen natuurlijk direct bewijs zou leveren voor het voorkomen van leven op Enceladus, is de kans dat dat lukt vrij klein, zo klinkt het ontnuchterend. “Dergelijke cellen zouden een reis vanuit de diepte naar het vacuüm van de ruimte moeten overleven,” zegt Affholder. “Dat is een behoorlijke reis voor een kleine cel.” In plaats daarvan suggereren de onderzoekers dat indirect bewijs, in de vorm van gedetecteerde organische moleculen zoals bepaalde aminozuren, kunnen verduidelijken of Enceladus al dan niet rijk is aan leven. “Onze berekeningen geven duidelijk weer dat er mogelijk maar weinig leven op Enceladus huist,” zegt Ferrière. “Het is dus goed mogelijk dat we nooit genoeg organische moleculen in de pluimen zullen vinden om onomstotelijk te kunnen concluderen dat er leven is. Daarom hebben we ook berekend hoeveel organisch materiaal er in afwezigheid van leven op Enceladus zou kunnen voorkomen.” Alles boven die drempel zou er volgens de onderzoekers op kunnen duiden dat het bestaan van leven op Saturnus’ maantje een serieuze mogelijkheid is.

Al met al laten de onderzoekers met hun studie zien dat buitenaards leven op Enceladus zeker niet kan worden uitgesloten. Maar om meer duidelijkheid te krijgen over wat zich onder de dikke ijskap afspeelt, zal er een nieuwe missie naar het maantje ondernomen moeten worden. Dergelijke plannen worden al wel hier en daar geopperd. Zo stelt het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory de ‘Enceladus Orbilander-missie’ voor, waarbij een sonde op pad wordt gestuurd om uitgebreid gegevens over Enceladus te verzamelen. Maar zelfs als NASA die oproep ter harte neemt, hoeven we op korte termijn geen resultaten te verwachten. NASA heeft de lancering met potlood in de agenda staan voor het einde van het volgende decennium. Aankomst zou dan ergens rond 2050 zijn. In ieder geval maakt de huidige studie deze hypothetische missie wel een tikkie makkelijker. Want landen op Enceladus? Dat hoeft in ieder geval niet meer.