En los cuerpos helados alrededor de nuestro sistema solar, la radiación emitida de núcleos rocosos podría romper las moléculas de agua y sustentar a microbios que comen hidrógeno.

Para abordar esta posibilidad cósmica, un equipo de la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA) y Southwest Research Institute (SwRI) modeló un proceso natural de craqueo del agua llamado radiólisis. Luego aplicaron el modelo a varios mundos con océanos interiores conocidos o sospechosos, incluyendo la luna de Saturno Encelado, la luna de Júpiter Europa, Plutón y su luna Caronte, así como el planeta enano Ceres.

“Los procesos físicos y químicos que siguen a la radiólisis liberan hidrógeno molecular (H2), que es una molécula de interés astrobiológico”, dijo Alexis Bouquet, autor principal del estudio publicado en la edición de mayo de Astrophysical Journal Letters.

Los isótopos radiactivos de elementos como uranio, potasio y torio se encuentran en una clase de meteoritos rocosos conocidos como condritas. Se piensa que los núcleos de los mundos estudiados por Bouquet y sus coautores tienen composiciones parecidas a condritas. El agua del océano que permea la roca porosa del núcleo podría estar expuesta a la radiación ionizante y sufrir radiolisis, produciendo hidrógeno molecular y compuestos reactivos del oxígeno.

Bouquet, estudiante del programa de doctorado conjunto entre el Departamento de Física y Astronomía de la UTSA y la División de Ingeniería y Ciencia Espacial de SwRI, explicó que las comunidades microbianas sostenidas por H2 se han encontrado en ambientes extremos en la Tierra. Estas incluyen una muestra de agua subterránea encontrada a más de 2 kilómetros de profundidad en una mina de oro sudafricana y en respiraderos hidrotermales en el fondo del océano. Esto plantea posibilidades interesantes para la existencia potencial de microbios análogos en las interfaces agua-roca de mundos oceánicos como Encelado o Europa.

“Sabemos que estos elementos radiactivos existen dentro de los cuerpos helados, pero esta es la primera mirada sistemática a través del sistema solar para estimar la radiólisis. Los resultados sugieren que hay muchos objetivos potenciales para la exploración por ahí, y eso es emocionante , dice en un comunicado la coautora Danielle Wyrick, una de las principales científicas de la División de Ciencias Espaciales e Ingeniería de SwRI.

Una fuente frecuentemente sugerida de hidrógeno molecular en los mundos oceánicos es la serpentinización. Esta reacción química entre la roca y el agua ocurre, por ejemplo, en respiraderos hidrotérmicos en el fondo del océano.

El hallazgo clave del estudio es que la radiólisis representa una fuente adicional potencialmente importante de hidrógeno molecular. Si bien la actividad hidrotérmica puede producir cantidades considerables de hidrógeno, en las rocas porosas que se encuentran a menudo bajo los fondos marinos, la radiólisis también puede producir cantidades copiosas.

La radiólisis también puede contribuir a la potencial habitabilidad de los mundos oceánicos de otra manera. Además del hidrógeno molecular, produce compuestos de oxígeno que pueden reaccionar con ciertos minerales en el núcleo para crear sulfatos, una fuente de alimento para algunos tipos de microorganismos.

“La radiólisis en el núcleo exterior de un océano podría ser fundamental para soportar la vida, ya que las mezclas de agua y roca están por todas partes en el sistema solar exterior, esta percepción aumenta las probabilidades de abundantes propiedades habitables”, dijo Bouquet.

/psg