Det underjordiska havet av Saturnus måne Enceladus har förmodligen högre än tidigare kända koncentrationer av koldioxid och väte och en mer jordliknande pH-nivå, möjligen ge gynnsamma förutsättningar för livet, enligt ny forskning från planetforskare vid University of Washington.

Närvaron av så höga koncentrationer skulle kunna ge bränsle - en sorts kemisk "gratis lunch" - för levande mikrober, sa huvudforskaren Lucas Fifer, en doktorand vid UW i jord- och rymdvetenskap. Eller, det kan betyda "att det knappt finns någon i närheten som kan äta det."

Den nya informationen om sammansättningen av Enceladus hav ger planetforskare en bättre förståelse för havsvärldens förmåga att ta emot liv. sa Fifer.

Enceladus är en liten måne, en havsvärld med en diameter på cirka 500 kilometer. Dess salta hav under ytan är av intresse på grund av likheten i pH, salthalt och temperatur till jordens hav. Plymer av vattenånga och ispartiklar – upptäckta och studerade av rymdfarkosten Cassini – som bryter ut hundratals kilometer ut i rymden från havet genom sprickor i Enceladus isomslutna yta ger en lockande inblick i vad månens hav under ytan kan innehålla.

Men Fifer och kollegor fann att plymerna inte är kemiskt desamma som havet från vilket de bryter ut i 800 miles i timmen; själva utbrottsprocessen ändrar deras sammansättning. Han arbetar med ESS-fakultetsmedlemmarna David Catling och Jonathan Toner. De kommer att presentera sitt arbete 24 juni på astrobiologikonferensen AbSciCon2019 i Bellevue.

Fifer och kollegor säger att plymerna ger ett "imperfekt fönster" till sammansättningen av Enceladus globala underjordiska hav och att plymens sammansättning och havssammansättning kan vara mycket annorlunda. Den där, de hittar, beror på plymfraktionering, eller separation av gaser, som företrädesvis låter vissa komponenter i plymen bryta ut medan andra lämnas kvar.

Detta i åtanke, teamet återvände till data från Cassini-uppdraget med en datorsimulering som redogör för effekterna av fraktionering, för att få en tydligare uppfattning om sammansättningen av Enceladus inre hav. De fann "betydande skillnader" mellan Enceladus plym och havskemi. Tidigare tolkningar, de hittade, underskatta närvaron av väte, metan och koldioxid i havet.

"Det är bättre att hitta höga gaskoncentrationer än ingen alls, " sade Fifer. "Det verkar osannolikt att livet skulle utvecklas för att konsumera denna kemikaliefria lunch om gaserna inte fanns i överflöd i havet."

Dessa höga nivåer av koldioxid innebär också en lägre och mer jordliknande pH-nivå i Enceladus hav än vad tidigare studier har visat. Detta bådar gott för ett eventuellt liv, för, sa Fifer.

"Även om det finns undantag, det mesta livet på jorden fungerar bäst när man lever i eller konsumerar vatten med nästan neutralt pH, så liknande förhållanden på Enceladus kan vara uppmuntrande, ", sa han. "Och de gör det mycket lättare att jämföra denna märkliga havsvärld med en miljö som är mer bekant."

Det kan också finnas höga koncentrationer av ammonium, vilket också är ett potentiellt bränsle för livet. Och även om de höga koncentrationerna av gaser kan tyda på brist på levande organismer för att konsumera allt, Fifer sa, det betyder inte nödvändigtvis att Enceladus saknar liv. Det kan betyda att mikrober helt enkelt inte är tillräckligt rikliga för att konsumera all tillgänglig kemisk energi.

Forskarna kan använda gaskoncentrationerna för att bestämma en övre gräns för vissa typer av möjliga liv som kan existera i det isiga havet Enceladus.

Med andra ord, han sa:"Med tanke på att det finns så mycket gratis lunch tillgänglig, vad är den största mängden som livet kan äta för att fortfarande lämna kvar den mängd vi ser? Hur mycket liv skulle det stödja?"

Tack vare Cassini, han sa, vi vet om Enceladus hav och typerna av gaser, salter och organiska föreningar som finns där. Att studera hur plymens sammansättning förändras kan lära oss ännu mer om detta hav och allt i det.

"Framtida rymdfarkostuppdrag kommer att prova plymer och leta efter tecken på liv, många av dem kommer att påverkas bara av utbrottsprocessen, " sa Fifer. "Så, att förstå skillnaden mellan havet och plymen nu kommer att vara en stor hjälp på vägen."