Jeśli życie istnieje na księżycach Enceladusie i Europie z lodowatymi oceanami, wykrywalne cząsteczki reliktowe mogą przetrwać tuż pod ich lodową powierzchnią.
Naukowcy od dawna zakładali, że wśród planet krążących wokół nich mogą znajdować się zarówno Enceladus, jeden ze 146 znanych księżyców Saturna, jak i Europa, jeden z czterech dużych księżyców galileuszowych Jowisza. suma Na 95 księżycach mogą znajdować się ogromne oceany ciekłej wody, w których żyje życie. Jeśli tak, złożone cząsteczki organiczne, takie jak aminokwasy i kwasy nukleinowe, elementy życia, jakie znamy, mogą służyć jako „biomarkery” życia na tych światach.
Problem polega jednak na wystawieniu Europy i Enceladusa na intensywne promieniowanie słoneczne, które może doprowadzić do zniszczenia złożonych cząsteczek organicznych na ich powierzchni. Jednak nowe badania dają pewną nadzieję w tym zakresie, sugerując, że te biosygnatury mogą przetrwać, jeśli zostaną zachowane w lodowatej atmosferze księżyców. Jeśli to prawda, cząsteczki te mogą pozostać tak blisko powierzchni, że przyszłe pojazdy-roboty będą mogły je swobodnie wiercić. W rzeczywistości takie wiercenia mogą nie być potrzebne na Enceladusie; Cząsteczki biometryczne mogą przetrwać w lodzie płytszym niż w Europie.
„Na podstawie naszych eksperymentów „bezpieczna” głębokość pobierania próbek aminokwasów na Europie wynosi około 20 centymetrów na dużych szerokościach geograficznych późnej półkuli, półkuli przeciwnej do kierunku ruchu Europy wokół Jowisza, w regionie, w którym znajduje się powierzchnia nie została naruszona.” W dużej mierze z powodu uderzeń meteorytów” – powiedział Alexander Pavlov, kierownik zespołu badawczego w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda w Greenbelt w stanie Maryland. – stwierdził w oświadczeniu„Wykrywanie aminokwasów na Enceladusie nie wymaga pobierania próbek pod powierzchnią – cząsteczki te przetrwają rozpad radioaktywny lub rozpad wywołany promieniowaniem w dowolnym miejscu na Enceladusie w odległości mniejszej niż jedna dziesiąta cala (mniej niż kilka milimetrów) od powierzchni”.
Powiązany: Jeśli na Europie istnieje obce życie, możemy je znaleźć w kominach hydrotermalnych
Dramatyczne smugi wydobywające się z lodowej skorupy Enceladusa mogą również oznaczać, że orbitujące misje robotyczne będą w stanie uchwycić cząsteczki biosygnatur z okolic księżyca Saturna bez konieczności odwiedzania powierzchni.
Życie byłoby głębokie na lodowych księżycach
Chociaż Europę i Enceladus często wymienia się jako dwa światy, w których najprawdopodobniej istnieje życie w innych częściach Układu Słonecznego, szanse na istnienie życia na powierzchni tych dwóch księżyców są bardzo nikłe. Powodem tego jest to, że nie tylko są one praktycznie pozbawione atmosfery i zimna, ale są również otoczone cząstkami energetycznymi, promieniowaniem Słońca i promieniami kosmicznymi pochodzącymi z potężnych wydarzeń, takich jak supernowe poza Układem Słonecznym.
Uważa się jednak, że zarówno Europa, jak i Enceladus mają pod swoimi grubymi powierzchniami oceany ciekłej wody, które przypominają lodowe muszle. Dlatego oceany te byłyby chronione przed takimi cząsteczkami i ogrzewane przez ciepło geotermalne wynikające z grawitacji wywieranej przez planety macierzyste tych księżyców i ich księżyce siostrzane.
Oznacza to, że dopóki podpowierzchniowe oceany będą miały odpowiedni skład chemiczny i źródło energii, życie będzie w nich mogło przetrwać.
Aby to zbadać, Pavlov i jego współpracownicy przetestowali aminokwasy ulegające rozpadowi radioaktywnemu. Chociaż aminokwasy mogą powstawać w organizmach żywych i w procesach niebiologicznych, wykrycie ich na Europie lub Enceladusie może być potencjalną oznaką życia po prostu dlatego, że są ważne dla życia na Ziemi jako niezbędny składnik do budowy białek. Aminokwasy mogą pochodzić z głębokich oceanów Księżyca dzięki aktywności gejzerów lub wirującym ruchom samych lodowych powłok zewnętrznych.
Zespół pobrał próbki aminokwasów, umieścił je w fiolkach pozbawionych powietrza, a następnie schłodził do temperatury około minus 321 stopni Fahrenheita (minus 196 stopni Celsjusza). Następnie badacze zbombardowali aminokwasy wysokoenergetycznym światłem zwanym „promieniami gamma” o różnym stopniu intensywności, aby sprawdzić żywotność cząsteczek.
Naukowcy sprawdzili także, czy aminokwasy mogą przetrwać w martwych bakteriach uwięzionych w lodzie Europy i Enceladusa, a także sprawdzili, jaki wpływ na ich przetrwanie może mieć zmieszanie z materiałem meteorytowym.
Biorąc pod uwagę wiek lodu na Europie i Enceladusie, a także obserwując środowisko radiacyjne wokół dwóch księżyców, zespół był w stanie obliczyć głębokość kraterów i lokalizacje, w których może przetrwać 10% aminokwasów zniszczenie radioaktywne.
Eksperymenty tego rodzaju przeprowadzano już wcześniej, ale w tym teście przedstawiono w szczególności dwa eksperymenty wstępne.
Po raz pierwszy naukowcy wzięli pod uwagę niższe dawki promieniowania skierowane na te cząsteczki, które nie rozkładają całkowicie aminokwasów, a zespół doszedł do wniosku, że uszkodzone lub zdegradowane cząsteczki mogą nadal pełnić funkcję biomarkerów. Był to także pierwszy raz, kiedy w tego rodzaju teście uwzględniono aminokwasy pozostające obok pyłu meteorytowego.
Zespół odkrył, że aminokwasy rozkładają się szybciej po zmieszaniu z krzemionką, podobnie jak w pyle meteorytowym. Jednak aminokwasy w martwej mikroflorze ulegają degradacji w wolniejszym niż przeciętne tempie. Może to wynikać z faktu, że materiał komórkowy bakterii chroni aminokwasy przed reaktywnymi związkami powstałymi w wyniku bombardowania promieniowaniem, które przyspieszyłoby ich degradację.
„Powolne tempo niszczenia aminokwasów w próbkach biologicznych w warunkach powierzchniowych podobnych do tych na Europie i Enceladusie wzmacnia argument na rzecz przyszłych pomiarów wykrywających życie przez misje lądowe na Europie i Enceladusie” – powiedział Pavlov. „Nasze wyniki wskazują, że tempo rozkładu potencjalnych biomolekuł organicznych w regionach bogatych w krzemionkę zarówno na Europie, jak i na Enceladusie jest wyższe niż w czystym lodzie, dlatego też potencjalne przyszłe misje do Europy i Enceladusa powinny zachować ostrożność przy pobieraniu próbek z miejsc bogatych w krzemionkę na obu księżycach.
Artykuł zespołu ukazał się w czwartek (18 lipca) w czasopiśmie Astrobiologia.
More Stories
Boeing może nie być w stanie obsługiwać pojazdu Starliner przed zniszczeniem stacji kosmicznej
Jak czarne dziury stały się tak duże i szybkie? Odpowiedź kryje się w ciemności
Studentka Uniwersytetu Północnej Karoliny zostanie najmłodszą kobietą, która przekroczy granice kosmosu na pokładzie Blue Origin