Der Ozean auf dem Saturnmond Enceladus enthält große Mengen an Phosphor - einem chemischen Element mit großer Bedeutung für die Entstehung und Entwicklung von Leben, wie es auf der Erde bekannt ist. Das zeigen Archivdaten der Raumsonde Cassini, die von einem internationalen Forschungsteam jetzt neu analysiert und mit Laborexperimenten auf der Erde verglichen wurden. Damit erfülle der Ozean von Enceladus selbst die strengsten Bedingungen für die Einstufung als "lebensfreundlich", schreiben die Wissenschaftler im Wissenschaftsjournal Nature.
Neben Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff gelten Natrium, Schwefel und Phosphor unter Forschern als essenziell für die Existenz von Leben, wie es sich auf der Erde entwickelt hat. Phosphor ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil der Erbsubstanz DNA, sondern auch das zentrale chemische Element für den Energietransport in Zellen. Doch "Phosphor ist von diesen sechs Elementen jenes, das im Kosmos am seltensten ist", erläutern Frank Postberg von der Freien Universität Berlin und seine Kollegen.
Höhere Phosphor-Konzentration als in den Ozeanen der Erde
Bei der Suche nach Leben in unserem Sonnensystem sind in den vergangenen Jahren immer stärker die Eismonde der Planeten Jupiter und Saturn in den Fokus der Wissenschaftler gerückt. Denn viele von ihnen besitzen unter kilometerdicken Eispanzern tiefe Ozeane aus Wasser. "Doch bislang konnte Phosphor in keinem dieser Ozeane nachgewiesen werden", so die Wissenschaftler.
Eine Chance für einen solchen Nachweis bietet vor allem der Saturnmond Enceladus, der an seinem Südpol tektonisch aktiv ist und aus mehreren Fontänen Eispartikel und Wasserdampf mehrere Tausend Kilometer weit ins All hinausschießt.
Die US-Raumsonde Cassini, die von 2004 bis 2017 den Saturn umkreiste, flog mehrmals durch diese Fontänen hindurch. In den dabei von einem Spezialinstrument, dem Cosmic Dust Analyzer, eingefangenen Eispartikeln wiesen Forscher zunächst zwar organische - also auf Kohlenstoff basierende - Moleküle nach, aber keinen Phosphor. Unter Experten blieb deshalb umstritten, ob der Ozean von Enceladus ausreichende Mengen dieses Elements enthält, um die Existenz von Leben zu ermöglichen.
Mathematische Beweise werden immer komplexer. Wie aber prüft man 900 Seiten voller Formeln - oder gar computergenerierte Argumente?
Postberg und seine Kollegen haben nun Daten von insgesamt 345 von Cassini eingefangenen Eispartikeln noch einmal mit neuen Verfahren und verbesserter Genauigkeit analysiert und stießen dabei auf neun Teilchen, die eine ungewöhnliche, von den anderen Partikeln abweichende Zusammensetzung zeigen: Sie enthalten Moleküle, deren Masse mit Natriumphosphaten übereinstimmen. Um abzuschätzen, wie viel Phosphate die Eispartikel und damit der Ozean von Enceladus enthalten, führte das Team zusätzlich eine Reihe von Laborexperimenten durch.
"Unsere Beobachtungen und unsere Laborexperimente deuten darauf hin, dass Phosphor im Ozean von Enceladus in Form von Phosphaten verfügbar ist", folgern die Forscher in ihrem Aufsatz. "Und zwar in Konzentrationen, die hundert Mal höher sind als in den Ozeanen der Erde." Galt die Verfügbarkeit von Phosphor bislang als Hürde für die Lebensfreundlichkeit des Saturnmonds, so sei diese Hürde damit überwunden.
Die Untersuchungen von Postberg und seinem Team weisen aber weit über Enceladus hinaus: In den Ozeanen anderer Eismonde von Saturn und Jupiter sollten ihrer Ansicht nach die chemischen Bedingungen ähnlich und damit auch dort Phosphor reichlich vorhanden sein. All diese Monde könnten daher lebensfreundlich sein.
