Credit de imagine: NASA
Christopher Chyba este investigatorul principal al echipei conducătoare a Institutului SETI din cadrul Institutului de Astrobiologie NASA (NAI). Chyba a condus anterior Centrul Institutului pentru Studiul Vieții în Univers al SETI. Echipa sa NAI urmărește o gamă largă de activități de cercetare, analizând atât începuturile vieții pe Pământ, cât și posibilitatea vieții pe alte lumi. Mai multe dintre proiectele de cercetare ale echipei sale vor examina potențialul vieții - și cum ar putea fi vorba despre detectarea acesteia - pe luna Europa a lui Jupiter. Editorul director al Revistei de Astrobiologie, Henry Bortman, a vorbit recent cu Chyba despre această lucrare.
Revista de astrobiologie: Unul dintre domeniile de concentrare ale cercetării dvs. personale a fost posibilitatea vieții pe luna Europa a lui Jupiter. Câteva dintre proiectele finanțate prin subvenția dvs. NAI se ocupă de această lume acoperită cu gheață.
Christopher Chyba: Dreapta. Ne interesează interacțiunile vieții și evoluția planetară. Există trei lumi care sunt cele mai interesante din acest punct de vedere: Pământ, Marte și Europa. Și avem o mână de proiecte care sunt relevante pentru Europa. Cynthia Phillips este liderul unuia dintre aceste proiecte; studentul meu de la Stanford, Kevin Hand, conduce un altul; iar Max Bernstein, care este un institut SETI P.I., este al treilea lider.
Proiectele Cynthia sunt două componente. Un lucru care cred că este cu adevărat interesant este ceea ce ea numește „comparația schimbărilor”. Asta se întoarce la zilele sale de a fi asociat absolvent în echipa de imagini Galileo, unde a făcut comparații pentru a căuta schimbări de suprafață pe o altă lună a lui Jupiter, Io și a fost în măsură să-și extindă comparațiile pentru a include imagini mai vechi ale lui Voyager cu Io.
Avem imagini Galileo ale lui Io, realizate la sfârșitul anilor 1990, și avem imagini ale lui Voyager ale lui Io, realizate în 1979. Deci, există două decenii între cele două. Dacă puteți face o comparație fidelă a imaginilor, atunci puteți afla despre ce s-a schimbat interimar, pentru a înțelege cât de activ este geologic lumea. Cynthia a făcut această comparație pentru Io, apoi a făcut-o pentru caracteristicile mult mai subtile ale Europei.
Poate suna ca o sarcină banală. Și pentru caracteristici cu adevărat brute, presupun că este. Vă uitați doar la imagini și vedeți dacă ceva s-a schimbat. Dar, deoarece camera Voyager a fost atât de diferită, deoarece imaginile sale au fost luate la unghiuri de iluminare diferite decât imaginile Galileo, deoarece filtrele spectrale erau diferite, există tot felul de lucruri care, odată ce depășiți cea mai mare scară de examinare, fac atât de mult mai dificil decât pare. Cynthia preia vechile imagini Voyager și, dacă veți dori, le transformă cât mai aproape în imagini tip Galileo. Apoi se suprapune imaginilor, ca să zic așa, și verifică computerul modificările geologice.
Când a făcut asta cu Europa, ca parte a doctoratului. teza, a descoperit că nu au existat schimbări observabile în 20 de ani în acele părți ale Europei pentru care avem imagini din ambele nave spațiale. Cel puțin nu la rezoluția navei spațiale Voyager - ai rămas cu cea mai mică rezoluție, să zicem aproximativ doi kilometri pe pixel.
Pe durata misiunii Galileo, veți avea cel puțin cinci ani și jumătate. Ideea lui Cynthia este că ești mai probabil să detectezi schimbări în funcții mai mici, într-o comparație Galileo-Galileo, la rezoluția mult mai mare pe care ți-o oferă Galileo, decât ai lucrat cu imagini care au fost luate 20 de ani între ele, dar care necesită tu să lucrezi la doi kilometri pe pixel. Așa că va face comparația Galileo-Galileo.
Motivul pentru care este interesant din perspectivă astrobiologică este acela că orice semn de activitate geologică pe Europa ne-ar putea oferi câteva indicii despre cum interacționează oceanul și suprafața. Cealaltă componentă a proiectului Cynthia este de a înțelege mai bine suita de procese implicate în aceste interacțiuni și care ar fi implicațiile lor astrobiologice.
A.M: Tu și Kevin Hand colaborăm pentru a studia unele dintre interacțiunile chimice despre care se crede că au loc pe Europa. La ce anume vei privi?
Există o serie de componente ale lucrării pe care o fac cu Kevin. O componentă provine dintr-o lucrare pe care Kevin și eu am avut-o în Science în 2001, care are legătură cu producția simultană de donatori de electroni și acceptoare de electroni. Viața așa cum o știm, dacă nu folosește lumina solară, își face viața combinând donatorii de electroni și acceptoarele și recoltarea energiei eliberate.
De exemplu, noi, ca și alte animale, combinăm donatorul nostru de electroni, care este carbon redus, cu oxigenul, care este acceptorul nostru de electroni. Microbii, în funcție de microb, pot folosi unul sau mai multe dintre mai multe perechi diferite de donatori de electroni și acceptoare de electroni. Kevin și cu mine am găsit modalități abiotice prin care aceste pereche pot fi produse pe Europa, folosind ceea ce înțelegem despre Europa acum. Multe dintre acestea sunt produse prin acțiunea radiațiilor. Vom continua această lucrare în simulări mult mai detaliate.
Vom analiza, de asemenea, potențialul de supraviețuire al biomarkerilor de pe suprafața Europei. Adică, dacă încercați să căutați biomarkeri de la un orbiter, fără a ieși la suprafață și să săpați, ce fel de molecule ați căuta și care sunt perspectivele dvs. de a le vedea efectiv, având în vedere că există o intensitate mediu de radiații la suprafață care ar trebui să le degradeze încet? Poate că nu va fi chiar atât de lent. Aceasta este o parte din ceea ce vrem să înțelegem. Cât timp vă puteți aștepta ca anumite biomarkeri care ar fi revelator despre biologie să supraviețuiască la suprafață? Este atât de scurt încât privirea de pe orbită nu are niciun sens sau este suficient de lungă încât ar putea fi utilă?
Acest lucru trebuie încorporat într-o înțelegere a cifrei de afaceri, sau așa-numita „grădinărit de impact” pe suprafață, care este o altă componentă a lucrării mele cu Cynthia Phillips ”, apropo. Kevin se va ocupa de asta analizând analogii terestre.
A.M: Cum determinați ce biomarkeri să studiați?
CC: Există anumiți compuși chimici care sunt folosiți în mod obișnuit ca biomarkeri în roci care se întind miliarde de ani în trecutul terestru. Hopanele, de exemplu, sunt privite ca biomarkeri în cazul cianobacteriilor. Acești biomarkeri au rezistat oricărei radiații de fond au fost prezente în acele roci de la degradarea uraniului încorporat, a potasiului ș.a., timp de peste două miliarde de ani. Aceasta ne oferă un fel de bază empirică pentru supraviețuirea anumitor tipuri de biomarkeri. Vrem să înțelegem cum se compară acest lucru cu mediul de radiație și oxidare de pe suprafața Europei, ceea ce va fi mult mai dur.
Atât Kevin cât și Max Bernstein vor primi această întrebare făcând simulări de laborator. Max va iradia biomarkeri care conțin azot la temperaturi foarte scăzute în aparatul său de laborator, încercând să înțeleagă supraviețuirea biomarkerilor și modul în care radiațiile le schimbă.
A.M: Deoarece, chiar dacă biomarkerii nu supraviețuiesc în forma lor inițială, s-ar putea transforma într-o altă formă pe care o navă spațială ar putea să o detecteze?
CC: Este posibil să fie cazul. Sau s-ar putea converti în ceva care nu se distinge de fondul meteoritic. Ideea este să faci experimentul și să afli. Și pentru a obține un bun simț al scării de timp.
Acest lucru va fi important și pentru un alt motiv. Genul de comparație terestră pe care tocmai am menționat-o, deși cred că este ceva ce ar trebui să știm, poate avea limite, deoarece orice moleculă organică de pe suprafața Europei se află într-un mediu puternic oxidant, unde oxigenul este produs de radiația care reacționează cu gheața. Suprafața Europei este probabil mai oxidantă decât ar putea experimenta moleculele organice prinse într-o rocă de pe Pământ. Întrucât Max va face aceste experimente cu radiații pe gheață, el va putea să ne ofere o bună simulare a mediului de suprafață de pe Europa.
Sursa originală: Revista Astrobiologie
