Kreditna slika: NASA
Christopher Chyba je glavni preiskovalec vodilne ekipe inštituta SETI NASA Inštituta za astrobiologijo (NAI). Chyba je pred tem vodila Center za proučevanje življenja v vesolju Instituta SETI. Njegova ekipa NAI izvaja široko paleto raziskovalnih dejavnosti, saj preučuje tako začetke življenja na Zemlji kot tudi možnost življenja na drugih svetovih. Več raziskovalnih projektov njegove ekipe bo preučilo možnosti za življenje - in kako bi lahko odkrili to - na Jupitrovi luni Europa. Henry Bortman, glavni urednik revije Astrobiology Magazine, je pred kratkim s Chybo spregovoril o tem delu.
Revija Astrobiologija: Eno od področij, v katerem je vaše osebno raziskovanje, je bila možnost življenja na Jupitrovi luni Evropa. Več projektov, ki jih financira vaša donacija NAI, se ukvarja s tem ledeno pokritim svetom.
Christopher Chyba: Prav. Zanimajo nas interakcije življenja in planetarne evolucije. Obstajajo trije svetovi, ki so s tega vidika najbolj zanimivi: Zemlja, Mars in Evropa. In v Evropi se dogaja kar nekaj projektov, ki so pomembni. Cynthia Phillips je vodja enega od teh projektov; moj študent tukaj na Stanfordu, Kevin Hand, vodi še enega; in Max Bernstein, ki je inštitut SETI P.I., je vodilni na tretjem mestu.
Cynthini projekti so sestavni deli. Eno, kar se mi zdi resnično navdušujoče, je tisto, čemur pravi "primerjava sprememb". To sega v njene dni, ko je bila diplomirana sodelavka v skupini za slikanje Galileo, kjer je primerjala spremembe površinskih sprememb na drugi Jupitrovi luni, Io, in je lahko svoje primerjave razširila na starejše Voyagerjeve slike Io.
Imamo Galileove slike Io, posnete v poznih devetdesetih, in Voyagerjeve slike Io, posnete leta 1979. Torej med njima obstajata dve desetletji. Če lahko primerjate zveste primerjave slik, se lahko pozanimate o tem, kaj se je vmes spremenilo, in spoznajte, kako geološko je aktiven svet. Cynthia je to primerjavo naredila za Io, nato pa za veliko bolj subtilne lastnosti Evrope.
To se morda sliši kot nepomembno opravilo. In za res grobe lastnosti predvidevam, da je. Samo pogledate slike in preverite, ali se je kaj spremenilo. Ker pa je bila kamera Voyager tako drugačna, saj so bile njene slike posnete pod različnimi svetlobnimi koti kot Galileove slike, saj so bili spektralni filtri različni, obstajajo vse vrste stvari, ki ko enkrat presežete največjo lestvico pregledovanja, postanejo toliko težje, kot se sliši. Cynthia prevzame stare Voyagerjeve slike in jih, če hočete, čim bolj natančno pretvori v slike tipa Galileo. Nato prekriva slike, tako rekoč, in računalnik preveri geološke spremembe.
Ko je to storila z Europa v okviru svojega doktorata. teze, je ugotovila, da v 20 letih na tistih delih Evrope ni bilo opaznih sprememb, za katera imamo slike z obeh vesoljskih plovil. Vsaj ne pri ločljivosti vesoljskega plovila Voyager - obtičali ste z najnižjo ločljivostjo, recimo približno dva kilometra na pik.
V času misije Galileo imate v najboljšem primeru pet let in pol. Ideja Cynthije je, da je veliko večja verjetnost, da boste v veliko večji ločljivosti, ki vam jo daje Galileo, zaznali spremembe manjših funkcij v primerjavi z Galileo-Galileo, kot če bi delali s slikami, ki so bile posnete 20 let narazen, vendar zahtevajo delaš pri dveh kilometrih na pik. Torej bo naredila primerjavo Galileo-Galileo.
Razlog za to je zanimiv z astrobiološke perspektive v tem, da nam lahko kateri koli znak geološke dejavnosti na Evropi daje nekaj namigov o medsebojnem vplivu oceana in površja. Druga komponenta Cynthijevega projekta je boljše razumevanje nabora procesov, povezanih s temi interakcijami, in kakšne bi lahko bile njihove astrobiološke posledice.
AM: Ti in Kevin Hand sodelujeta pri preučevanju nekaterih kemijskih interakcij, za katere se verjame, da se odvijajo v Evropi. Kaj konkretno boste gledali?
Obstaja več komponent dela, ki ga opravljam s Kevinom. Ena komponenta izhaja iz prispevka, ki sva ga Kevin in jaz imela v Science leta 2001, kar je povezano s hkratno proizvodnjo dajalcev elektronov in sprejemnikov elektronov. Življenje, kakršno poznamo, če ne uporablja sončne svetlobe, preživi s kombiniranjem dajalcev in sprejemnikov elektronov ter nabiranjem osvobojene energije.
Na primer, mi ljudje, tako kot druge živali, združujemo našega dajalca elektronov, ki je zmanjšani ogljik, s kisikom, ki je naš sprejemnik elektronov. Mikrobi, odvisno od mikroba, lahko uporabljajo enega ali več različnih možnih različnih parov dajalcev elektronov in sprejemnikov elektronov. Kevin in jaz sva poiskala abiotske načine, kako bi lahko ta par nastala v Evropi, pri čemer smo uporabili to, kar zdaj razumemo o Evropi. Mnoge od teh nastajajo z delovanjem sevanja. To delo bomo nadaljevali v veliko bolj podrobnih simulacijah.
Pregledali bomo tudi potencial preživetja biomarkerjev na površju Evrope. To pomeni, če poskušate iskati biomarkerje iz orbite, ne da bi prišli na površino in kopali, kakšne molekule bi iskali in kakšne so vaše možnosti, da jih dejansko vidite, glede na to, da obstaja intenziven sevalno okolje na površini, ki naj bi jih počasi razgrajevalo? Mogoče sploh ne bo tako počasen To je del tega, kar želimo razumeti. Kako dolgo lahko pričakujete, da bodo na površju preživeli določeni biomarkerji, ki bi bili odkriti glede biologije? Je tako kratek, da gledanje iz orbite sploh nima nobenega smisla ali je dovolj dolgo, da bi bilo koristno?
To je treba mimogrede zaviti v razumevanje prometa, ali tako imenovanega "udarnega vrtnarjenja", kar je še ena sestavina mojega dela s Cynthio Phillips. Kevin se bo s tem spogledoval s prizemnimi analogi.
AM: Kako določite, katere biomarkerje preučiti?
CC: Obstajajo določene kemične spojine, ki se običajno uporabljajo kot biomarkerji v kamninah, ki segajo več milijard let v zemeljsko preteklost. Na primer, hopane se v primeru cianobakterij obravnavajo kot biomarkerji. Ti biomarkerji so več kot dve milijardi let zdržali vse sevanje ozadja v teh kamninah, ki so nastale pri razpadanju vgrajenega urana, kalija in tako naprej. To nam daje nekakšno empirično izhodišče za preživetje nekaterih vrst biomarkerjev. Želimo razumeti, kako to lahko primerjamo z sevalnim in oksidacijskim okoljem na površini Evrope, ki bo veliko bolj ostro.
Tako Kevin kot Max Bernstein bosta po tem vprašanju dobila laboratorijske simulacije. Max bo v svojih laboratorijskih aparatih obseval biomarkerje, ki vsebujejo dušik, in poskušal razumeti preživetje biomarkerjev in kako jih sevanje spreminja.
AM: Ker tudi če biomarkerji ne preživijo v svoji prvotni obliki, se lahko spremenijo v drugo obliko, ki bi jo lahko zaznalo vesoljsko plovilo?
CC: To je potencialno res. Lahko pa se spremenijo v nekaj, kar ni mogoče razlikovati od meteoritskega ozadja. Bistvo je, da naredite eksperiment in ugotovite. In da bi dobili dober občutek za časovno lestvico.
To bo pomembno tudi iz drugega razloga. Nekatere zemeljske primerjave, ki sem jih pravkar omenil, čeprav mislim, da bi to morali vedeti, potencialno imajo omejitve, ker je vsaka organska molekula na površini Evrope v zelo oksidacijskem okolju, kjer kisik nastaja zaradi sevanja, ki reagira z ledom. Površina Evrope verjetno bolj oksidira, kot bi jih okoljske organske molekule ujele v skalo na Zemlji. Ker bo Max izvajal te poskuse sevanja v ledu, nam bo znal dobro simulirati površinsko okolje na Evropi.
Izvirni vir: Revija Astrobiologija
