Sie gelten als vielversprechende Kandidaten bei der Suche nach außerirdischem Leben in unserem Sonnensystem: Der Saturnmond Enceladus und der Jupitermond Europa wirken zwar auf den ersten Blick wie tote Eiskugeln. Doch aus verschiedenen Studien geht mittlerweile deutlich hervor, dass es in ihrem Inneren potenzielle Lebensräume geben könnte. Demnach verbergen sich unter den dicken Eispanzern der beiden Monde Ozeane aus flüssigem Salzwasser. Erwärmt werden sie die durch Gravitationseffekte der Planeten Saturn beziehungsweise Jupiter. Vor dem Hintergrund der Entwicklung des irdischen Lebens erscheint es möglich, dass auch in diesen subglazialen Ozeanen Organismen entstanden sind. Doch lässt sich jemals klären, ob das der Fall ist?
Eisige Fontänen im Visier
Möglichkeiten dazu könnten Untersuchungen des Materials bieten, das aus Spalten im Eis der Monde ins All hinausgeschleudert wird. Teilweise handelt es sich dabei um gefrorenes Wasser, dass aus dem flüssigen Inneren stammt und durch thermodynamische Prozesse nach Außen gedrückt wird. Bei Europa gibt es bereits Hinweise auf solche Fontänen aus Wassereis und im Fall von Enceladus sind sie sogar schon nachgewiesen: Die Cassini-Mission der NASA, die 2017 den Saturnmond besuchte, hat nahezu parallele Risse auf seiner Oberfläche entdeckt. Aus ihnen strömen Gase und Eispartikel aus der flüssigen Tiefe des Mondes ins All. Der „Cosmic Dust Analyzer“ der Cassini-Sonde konnte auch bereits bestimmte Mineralien in diesem Material nachweisen, die für die Entstehung von Leben wichtig erscheinen.
Die nächste geplante Mission hat nun den Mond Europa zum Ziel: Die „Europa Clipper“-Raumsonde der NASA soll schon im Oktober 2024 zum Jupiter-System aufbrechen und dann nah an Europa vorbeifliegen. An Bord wird sich der „SUrface Dust Analyzer“ befinden, der bessere analytische Fähigkeiten als die bisher eingesetzten Instrumente besitzt. Das Konzept beruht dabei auf massenspektrometrischen Untersuchungen von eingefangenen Eisteilchen. Welches Potenzial zum Nachweis von Leben die Technik tatsächlich entfalten könnte, haben die Forschenden um Fabian Klenner von der University of Washington nun experimentell ausgelotet.
Um zu simulieren, wie die Sonde eingefangene Eispartikel analysieren wird, haben die Wissenschaftler sie zunächst experimentell nachgebildet. Dazu wurde ein dünner Wasserstrahl in eine Vakuumkammer injiziert. Er zerfällt dabei in winzige Tröpfchen, die Teilchen bilden, die den eingefangenen Partikeln bei Sondenmissionen entsprechen würden. Anschließend haben die Forschenden sie mit einem Laser beschossen. Die dadurch aufgeladenen Teilchen wurden anschließend in einem Massenspektrometer im Labor untersucht.
Als Modell für eine Lebensform, wie sie im Wasser von Eismonden vorkommen könnten, wählte das Team ein Bakterium, das in den Gewässern von Alaska vorkommt: Sphingopyxis alaskensis ist besonders klein, lebt in eisiger Umgebung und kommt mit wenig Nährstoffen aus. Derartige Mikroben könnten theoretisch in den Eismonden existieren, sagen die Forschenden. Bei den Experimenten wurden nun Partikel gebildet und untersucht, die ein Bakterium oder auch nur Bestandteile ihrer Zellen beinhalteten.
