O mais raro elemento essencial para a vida tal como a conhecemos, o fósforo, foi descoberto pela primeira vez num oceano fora da Terra, expelido por Encélado, a lua gelada de Saturno.

Este elemento vital torna o solo fértil na Terra e os investigadores sugerem que as concentrações de fósforo podem ser pelo menos cem vezes superiores nos mares ocultos de Encélado do que nos oceanos da Terra. As novas descobertas também sugerem que as águas de outros mundos gelados podem estar igualmente repletas de fósforo – nomeadamente Europa, a quarta maior lua de Júpiter, e Titã, a maior lua de Saturno.

Os fosfatos, compostos que contêm fósforo, são essenciais para componentes vitais da vida na Terra, como o ADN, o ARN e as membranas celulares. Dos seis elementos necessários para a vida – carbono, hidrogénico, azoto, oxigénio, fósforo e enxofre — o fósforo “é, de longe, o menos comum no universo”, diz Frank Postberg, cientista planetário da Universidade Livre de Berlim.

Uma imagem de Encélado retroiluminada pelo Sol, captada pela Cassini, mostra uma aspersão de material semelhante a uma fonte na região do pólo sul.
NASA /JPL / SPACE SCIENCE INSTITUTE

Uma imagem de Encélado retroiluminada pelo Sol, captada pela Cassini, mostra uma aspersão de material semelhante a uma fonte na região do Pólo Sul.

O fósforo era o único desses seis blocos fundamentais da vida que os astrónomos ainda não tinham detectado em material proveniente de Encélado, embora a detecção de enxofre ainda seja considerada inconclusiva. Em 2004, a nave especial Cassini penetrou na poeira do segundo anel mais exterior de Saturno, o anel E, que é composto por grãos de gelo ejectados por Encélado. Agora, os cientistas que estudam os grãos de gelo medidos pelo Analisador de Poeira Cósmica da Cassini detectaram o esquivo fósforo, conforme explicam em pormenor num novo estudo publicado na revista "Nature"

Encélado tem apenas cerca de 500 quilómetros de diâmetroplumas de vapor de água e partículas geladas oceano global

A sexta maior lua de Saturno,

. Quando a Cassini chegou pela primeira vez a Saturno em 2004, os cientistas esperavam que Encélado fosse uma bola de gelo congelada. No ano seguinte, porém, detectaram

emanando de géiseres localizados na sua superfície, revelando a existência de um

entre a cobertura congelada da lua e o seu núcleo rochoso.

Uma reprodução artística mostra um corte transversal do interior de Encélado.
ILUSTRAÇÃO DE NASA/JPL-CALTECH

Uma reprodução artística mostra um corte transversal do interior de Encélado. A nave espacial Cassini, da NASA, descobriu que a lua tem um oceano global e, provavelmente, actividade hidrotermal.

Postberg, o autor principal do novo estudo, e os seus colegas já tinham descoberto que o oceano de Encélado poderia conter moléculas orgânicas complexas.

Isto faz com que Encélado seja “o local mais promissor, o fruto mais acessível do nosso sistema solar onde procurar vida extraterrestre”, diz Carolyn Porco, cientista planetária e líder da equipa de imagiologia da Cassini, que não participou no novo estudo.

Em busca do fósforo escondido

Até à data, ninguém detectara fósforo no gelo de Enceladus ou mundos semelhantes, levantando a questão de se esses locais seriam verdadeiramente habitáveis. “As pessoas estão com dúvidas sobre a possibilidade de o fósforo ser o último requisito para o aparecimento de vida”, diz Postberg. 

Modelos anteriores de Encélado e outros mundos oceânicos gelados foram divididos com base na possibilidade de esses mares ocultos possuírem quantidades significativas de fósforo dissolvidas nas suas águas. “Os fosfatos não gostam de se dissolver em água, sendo, em princípio, mais difíceis de encontrar em oceanos”, explica Postberg.

Várias investigações preliminares sugeriram que poderia haver fosfatos retidos nos núcleos rochosos desses mundos. Contudo, trabalhos mais recentes sugeriram que os fosfatos pudessem também abundar nos oceanos.

Dos 345 grãos de gelo do anel E de Saturno examinados pela Cassini entre 2004 e 2008, os cientistas detectaram nove grãos com fosfatos.

“O mais surpreendente é quão claras e inconfundíveis são as assinaturas do fosfato nos dados”, diz Postberg. “Demorámos anos a analisar imensos dados, mas, do meu ponto de vista, é uma detecção à prova de bala.”

“É surpreendente que Postberg e outros tenham sido capazes de vasculhar os grãos e encontrar o sinal do fósforo tão bem”, diz Chris McKay, astrobiólogo do Centro de Investigação Ames da NASA, em Moffett Field, na Califórnia, que não participou no estudo. “É um trabalho de detective impressionante.”

Trabalhos recentes sugeriram polemicamente a detecção de fosfina, um composto de fósforo e hidrogénio, nas nuvens de Vénus. No entanto, no que diz respeito a Encélado, “não há qualquer polémica – o fosfato e a fosfina são diferentes”, diz Gabriel Tobie, cientista planetário do Centro Nacional Francês de Investigação Científica, que não participou no novo estudo. 

Em Encélado, os fosfatos, que são compostos por fósforo e oxigénio, “não exigem quaisquer reacções exóticas, mas a presença de fosfina em Vénus é muito mais difícil de explicar”, diz Tobie.

Sondando as profundezas

Com base nos níveis de fosfatos observados nos grãos de gelo, os cientistas estimaram que as concentrações de fósforo fossem 100 a 1.000 vezes superiores nas águas de Encélado do que nos oceanos da Terra. Experiências realizadas em laboratório sugeriram que tal seria possível, uma vez que o oceano de Encélado é, à semelhança da água gaseificada, rico em carbonatos dissolvidos. “Este mar gaseificado pode dissolver os fosfatos existentes nas rochas de Encelado”, diz Postberg.

As águas dos mundos oceânicos gelados do sistema solar exterior – como Plutão e Tritão, a maior lua de Neptuno — também podem estar repletas de carbonatos, o que sugere que também podem dissolver os fosfatos presentes nas rochas, diz Postberg. E a missão Europa Clipper, da NASA, planeada para o início de 2024, poderá detectar fosfatos em grãos de gelo expelidos por essa lua.

Embora a detecção de fosfatos em Encelado suscite possibilidades excitantes, o pequeno número de grãos de gelo examinados pelos investigadores deixa algumas perguntas por responder. Serão necessárias investigações futuras para determinar se estes fosfatos estarão presentes em toda a água do oceano de Encélado ou apenas em alguns sítios, observa Tobie.

“O próximo passo será regressar a Encélado e procurar biomarcadores orgânicos com as ferramentas adequadas”, diz McKay.