Kép jóváírása: NASA
Christopher Chyba a NASA Astrobiológiai Intézet (NAI) SETI Intézet vezető csoportjának fő kutatója. Chyba korábban a SETI Intézet életét az univerzumban kutatta. NAI csapata széles körű kutatási tevékenységet folytat, mind a földi élet kezdeteit, mind a más világok életének lehetõségét vizsgálja. Csapatának több kutatási projektje megvizsgálja az élet potenciálját - és hogyan lehet felderíteni - a Jupiter holdján, az Európa holdján. Az Astrobiology Magazine vezető szerkesztője, Henry Bortman nemrég beszélt Chyba-val erről a munkáról.
Astrobiology Magazine: Személyes kutatásának egyik középpontjában a Jupiter holdi Európa életének lehetősége állt. Az NAI által támogatott projektek közül több is foglalkozik ezzel a jéggel borított világgal.
Christopher Chyba: Jobb. Érdekelnek az élet és a bolygó evolúció kölcsönhatásai. Három világ van a legérdekesebb ebből a szempontból: Föld, Mars és Európa. És van egy maroknyi projektünk, amelyek relevánsak az Europa számára. Cynthia Phillips az egyik ilyen projekt vezetője; A Stanfordban lévő grad hallgatóm, Kevin Hand egy újat vezet; és Max Bernstein, aki a SETI Institute P.I., a harmadik a vezető.
Két elem van a Cynthia projektjeiben. Azt gondolom, hogy igazán izgalmas az, amit „változás-összehasonlításnak” hív. Ez visszamenőleg a Galileo képalkotó csoport végzős munkatársának volt, amikor összehasonlításokat végezett a Jupiter más holdjainak, Io felületének megváltoztatására, és kibővíteni tudta összehasonlításait, hogy régebbi Voyager Io képeket is tartalmazzon.
Van Galileo képei Io-ról, az 1990-es évek végén, és a Voyager képei Io-ból, 1979-ben készültek. Tehát két évtized van a kettő között. Ha hűen összehasonlíthatja a képeket, akkor megtudhatja, mi változott az időközben, és megismerheti, mennyire aktív a föld a világon. Cynthia elvégezte ezt az összehasonlítást Io-nak, majd az Europa sokkal finomabb tulajdonságaihoz.
Ez úgy tűnik, mint egy triviális feladat. És valószínűleg a valóban durva jellemzők esetében ez az. Csak nézze meg a képeket, és megnézze, megváltozott-e valami. De mivel a Voyager fényképezőgép annyira más volt, hogy a képeket más megvilágítási szögben készítették, mint a Galileo képeket, mivel a spektrális szűrők különböztek, mindenféle dolog van, amelyek, ha túljutsz a legnagyobb vizsgálati skálán, ennyi nehezebb, mint amilyennek hangzik. Cynthia elkészíti a régi Voyager képeket, és ha szükséges, a lehető legszorosabban átalakítja azokat Galileo típusú képekké. Ezután átfedi a képeket, úgy mondva, és számítógépen ellenőrzi a geológiai változásokat.
Amikor ezt az Europa-val tette meg Ph.D. részeként A tézis során úgy találta, hogy 20 év alatt nem volt megfigyelhető változás az Európa azon részein, amelyekről mindkét űrhajóról képeket kapunk. Legalább nem a Voyager űrhajó felbontása mellett - ragaszkodik a legalacsonyabb felbontáshoz, mondjuk kb. Két kilométer per pixel.
A Galileo misszió időtartama alatt legfeljebb öt és fél év van. Cynthia elképzelése az, hogy valószínűbb, hogy a Galileo-Galileo összehasonlításban észleli a kisebb jellemzőkben bekövetkező változásokat, a sokkal nagyobb felbontás mellett, amelyet a Galileo ad neked, mint amikor olyan képekkel dolgozott, amelyeket 20 év különbséggel készítettek, de amelyek megkövetelik képpontonként két kilométeren dolgozzon. Tehát meg fogja végezni a Galileo-Galileo összehasonlítást.
Ez az asztrobiológiai szempontból érdekes az, hogy a geológiai tevékenység bármilyen jele az Europa-on adhat nekünk néhány utat az óceán és a felület kölcsönhatásairól. A Cynthia projekt másik alkotóeleme az, hogy jobban megértsék az ezekben a kölcsönhatásokban részt vevő folyamatok sorozatát, és hogy milyen lehetnek azok asztrobiológiai következményei.
AM: Te és Kevin Hand együtt dolgozol annak a kémiai kölcsönhatásnak a tanulmányozása érdekében, amelyről feltételezik, hogy az Europa-on zajlik. Különösen mit fogsz nézni?
A Kevin-rel végzett munkám számos elemét tartalmazza. Az egyik elem abból a papírból származik, amelyet Kevin és én a Science-ben 2001-ben készítettünk, amely az elektron donorok és elektronakceptorok egyidejű előállításával kapcsolatos. Az élet olyan, amilyennek tudjuk, ha nem használja a napfényt, akkor elektron-donorok és -akceptorok kombinálásával és a felszabadult energia összegyűjtésével él meg.
Például mi emberek, más állatokhoz hasonlóan, kombináljuk a redukált szénatomszámú elektrondonorunkat az oxigénnel, amely az elektron elfogadónk. A mikrobák, a mikrobától függően, felhasználhatnak egy vagy több elektron-donor és elektron-elfogadó sokféle lehetséges különböző pártból. Kevin és én abiotikus módszereket találtunk arra, hogy ezeket a párosításokat az Europa-on el lehessen készíteni, felhasználva azt, amit most értünk Európáról. Ezek közül sok a sugárzás hatására keletkezik. Folytatjuk ezt a munkát sokkal részletesebb szimulációkban.
Megvizsgáljuk továbbá a biomarkerek túlélési potenciálját az Európa felszínén. Vagyis ha egy keringőből szeretne biomarkereket keresni anélkül, hogy a felszínre kerülne és ásni kellene, akkor milyen molekulákat keressen, és mi a kilátásai valójában látni őket, tekintettel arra, hogy intenzív sugárzási környezet a felszínen, amely lassan lebontja őket? Talán nem is lesz ilyen lassú. Ez annak része, amit meg akarunk érteni. Meddig várhat olyan biomarkerektől, amelyek felfedik a biológiát a felszínen? Olyan rövid, hogy a pályára nézve egyáltalán nincs értelme, vagy elég hosszú, hogy hasznos lehet?
Ezt bele kell foglalni a forgalom megértésébe vagy az úgynevezett „hatásos kertészkedésbe” a felszínen, amely egyébként a Cynthia Phillips-szel végzett munkám másik alkotóeleme. Kevin a földi analógok megnézésével fogja ezt elérni.
AM: Hogyan lehet meghatározni, mely biomarkereket kell tanulmányozni?
CC: Vannak olyan kémiai vegyületek, amelyeket általában biomarkerekként használnak a sziklákban, amelyek több milliárd évvel ezelőtt visszamentek a földi múltba. A cianobaktériumok esetében például a hopánokat biomarkereknek tekintik. Ezek a biomarkerek bármilyen háttér-sugárzást elviseltek az ezekben a kőzetekben a beépített urán, kálium stb. Bomlásából fakadóan, több mint két milliárd évig. Ez ad egyfajta empirikus alapot bizonyos biomarkerek túlélési képességéhez. Meg akarjuk érteni, hogy ez összehasonlítható-e az Európa felszínén található sugárzási és oxidációs környezettel, amely sokkal súlyosabb lesz.
Kevin és Max Bernstein laboratóriumi szimulációkkal fogják megválaszolni ezt a kérdést. Max a nitrogéntartalmú biomarkereket nagyon alacsony hőmérsékleten fogja besugárzni laboratóriumi berendezésében, megpróbálva megérteni a biomarkerek életképességét és azt, hogy a sugárzás hogyan változtatja meg őket.
AM: Mert még akkor is, ha a biomarkerek nem élnek meg eredeti formájukban, akkor átalakulhatnak egy másik formává, amelyet egy űrhajó észlelhet?
CC: Lehetséges, hogy ez a helyzet. Vagy olyanokká alakulhatnak át, amelyek nem különböznek a meteoritikus háttértől. A lényeg az, hogy elvégezzük a kísérletet és megtudjuk. És hogy jól megértsük az idő skáláját.
Ez egy másik okból is fontos lesz. Az a fajta földi összehasonlítás, amelyet éppen említettem, bár azt hiszem, hogy ezt tudnunk kell, potenciálisan korlátozott, mert az Európa felületén található bármely szerves molekula erősen oxidáló környezetben van, ahol az oxigént a jéggel reagáló sugárzás hozza létre. Az Europa felülete valószínűleg oxidálóbb, mint a környezetben a szerves molekulák csapdába eshetnek a Földön. Mivel Max ezeket a sugárzási kísérleteket jéggel fogja végezni, képes lesz jó szimulációt nyújtani az Európa felszíni környezetéről.
Eredeti forrás: Astrobiology Magazine
