NASA Naukowcy to odkryli Aminokwasyktóre są potencjalnymi wskaźnikami życia, mogą przetrwać w pobliżu powierzchni Europa i Enceladus, księżyce Jowisz I Saturn odpowiednio.
Eksperymenty wskazują, że te cząsteczki organiczne są w stanie wytrzymać promieniowanie tuż pod lodem, dzięki czemu będą dostępne dla przyszłych pojazdów robotycznych bez konieczności głębokiego kopania.
Badanie potencjału życia na lodowych księżycach
Europa, księżyc Jowisza, i Enceladus, księżyc Saturna, noszą ślady oceanów pod lodową skorupą. Eksperyment NASA sugeruje, że jeśli w tych oceanach żyje życie, oznaki tego życia w postaci cząsteczek organicznych (takich jak aminokwasy, kwasy nukleinowe itp.) mogą przetrwać tuż pod powierzchnią lodu pomimo intensywnego promieniowania panującego na tych światach. Gdyby na te księżyce wysłano automatyczne lądowniki w poszukiwaniu oznak życia, nie byłoby potrzeby kopania tak głęboko, aby znaleźć aminokwasy, które nie uległy zmianie ani zniszczeniu przez promieniowanie.
„Z naszych eksperymentów wynika, że «bezpieczna» głębokość pobierania próbek aminokwasów na Europie wynosi około 8 cali (około 20 centymetrów) na dużych szerokościach geograficznych późnej półkuli (półkula przeciwna do kierunku ruchu Europy wokół Jowisza) w regionie, w którym powierzchnia nie została zbytnio naruszona z powodu uderzeń meteorytów” – powiedział Alexander Pavlov z należącego do NASA Centrum Lotów Kosmicznych Goddard w Greenbelt w stanie Maryland, główny autor artykułu na temat badań opublikowanego 18 lipca w czasopiśmie Astrobiologia„Wykrywanie aminokwasów na Enceladusie nie wymaga pobierania próbek pod powierzchnią; cząsteczki te przetrwają rozpad radioaktywny w dowolnym miejscu na powierzchni Enceladusa w odległości mniejszej niż jedna dziesiąta cala (mniej niż kilka milimetrów) od powierzchni”.
Lodowe powierzchnie tych prawie pozbawionych powietrza księżyców prawdopodobnie nie nadają się do zamieszkania ze względu na promieniowanie pochodzące z cząstek o dużej prędkości uwięzionych w polach magnetycznych planety macierzystej oraz potężne zdarzenia w przestrzeni kosmicznej, takie jak eksplozje gwiazd. Jednak pod lodową powierzchnią obu planet znajdują się oceany, które są podgrzewane przez pływy grawitacyjne planety macierzystej i sąsiednich księżyców. W tych podpowierzchniowych oceanach mogłoby istnieć życie, gdyby istniały inne potrzeby, takie jak zaopatrzenie w energię oraz pierwiastki i związki stosowane w cząsteczkach biologicznych.
Podejście eksperymentalne i wyniki
Zespół badawczy wykorzystał aminokwasy w eksperymentach z radiolizą jako potencjalnych przedstawicieli biomolekuł na lodowych księżycach. Aminokwasy mogą powstawać w wyniku życia lub w wyniku chemii niebiologicznej. Jednak znalezienie pewnych rodzajów aminokwasów na Europie lub Enceladusie byłoby potencjalną oznaką życia, ponieważ są one wykorzystywane przez organizmy lądowe jako składnik do budowy białek. Białka są niezbędne do życia, ponieważ służą do wytwarzania enzymów, które przyspieszają lub regulują reakcje chemiczne oraz tworzą struktury. Aminokwasy i inne związki z podpowierzchniowych oceanów mogą zostać wyniesione na powierzchnię w wyniku aktywności gejzerów lub powolnego ruchu skorupy lodowej.
Aby ocenić przeżywalność aminokwasów w tych światach, zespół zmieszał próbki aminokwasów z lodem schłodzonym do około -321 stopni Celsjusza. F (-196 Celsjusz) umieszczono w szczelnych, pozbawionych powietrza fiolkach i bombardowano je promieniami gamma, rodzajem wysokoenergetycznego światła, w różnych dawkach. Ponieważ w oceanach może istnieć mikroskopijne życie, zbadano także przeżywalność aminokwasów w martwych bakteriach znajdujących się w lodzie. Na koniec przetestowali próbki aminokwasów w lodzie zmieszanym z pyłem krzemianowym, aby sprawdzić możliwe mieszanie się materiału z meteorytów lub wnętrz z lodem powierzchniowym.
Konsekwencje dla przyszłych misji kosmicznych
Eksperymenty dostarczyły kluczowych danych do określenia szybkości rozkładu aminokwasów, zwanych stałymi rozpadu radioaktywnego. Wykorzystując te stałe, zespół wykorzystał wiek powierzchni lodu oraz środowisko radiacyjne Europy i Enceladusa do obliczenia głębokości kraterów i lokalizacji, w których 10% aminokwasów może przetrwać zniszczenie radioaktywne.
Chociaż przeprowadzono poprzednie eksperymenty w celu sprawdzenia przeżycia aminokwasów w lodzie, jest to pierwsze, w którym zastosowano niższe dawki promieniowania, które nie powodują całkowitego rozkładu aminokwasów, ponieważ wystarczy je zmienić lub rozłożyć, aby ustalić, czy są to możliwe oznaki życie niemożliwe. Jest to także pierwszy eksperyment, w którym wykorzystano warunki Europa/Enceladus do oceny przeżywalności tych związków w mikroorganizmach, a także pierwszy testujący przeżywalność aminokwasów zmieszanych z pyłem.
Zespół odkrył, że aminokwasy rozkładają się szybciej po zmieszaniu z kurzem, ale rozkładają się wolniej, gdy pochodzą z mikroorganizmów.
„Powolne tempo uwalniania aminokwasów” kwaśny „Zniszczenie próbek biologicznych w warunkach powierzchniowych podobnych do tych na Europie i Enceladusie wzmacnia znaczenie przyszłych pomiarów wykrywania życia przez misje lądowników 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.
Możliwe wyjaśnienie, dlaczego aminokwasy utrzymują się dłużej w bakteriach, wymaga zastosowania metod Promieniowanie jonowe Zmieniaj cząsteczki – bezpośrednio, rozrywając wiązania chemiczne lub pośrednio, tworząc pobliskie, reaktywne związki, które z kolei zmieniają lub rozkładają pożądaną cząsteczkę. Materiał komórkowy bakterii prawdopodobnie chronił aminokwasy przed reaktywnymi związkami wytwarzanymi przez promieniowanie.
Odniesienie: „Zmienne i znaczące straty biomarkerów diagnostycznych po symulowanej ekspozycji na promieniowanie kosmiczne w glebach bogatych w glinę i węglany”. Mars „Analog Samples” autorstwa Anaïs Roussel, Amy C. McAdam i Alexa A. Pavlov i Christine A. Knudsona i Sherry N. Achillesa i Dennisa I. Wostokos i Jason B. Durkina i S. Andrejkovicova i Dina M. Moc, Sarah Stewart Johnson, 18 lipca 2024 r., Astrobiologia.
DOI: 10.1089/ast.2023.0123
Badania były wspierane przez NASA w ramach nagrody nr 80GSFC21M0002, program finansowania naukowców stacjonarnych NASA Planetary Science Division w ramach pakietu roboczego Goddard Core Laboratory Research Work Package oraz NASA Astrobiology n złożyć Nagroda 80NSSC18K1140.
„Kawioholik. Fanatyk alkoholu na całe życie. Typowy ekspert podróży. Skłonny do napadów apatii. Internetowy pionier”.
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