Πιστωτική εικόνα: NASA
Ο Christopher Chyba είναι ο κύριος ερευνητής της επικεφαλής ομάδας του Ινστιτούτου SETI του Ινστιτούτου Αστροβιολογίας της NASA (NAI). Ο Chyba ήταν προηγουμένως επικεφαλής του Κέντρου Μελέτης της Ζωής στο Σύμπαν του Ινστιτούτου SETI. Η ομάδα του NAI επιδιώκει ένα ευρύ φάσμα ερευνητικών δραστηριοτήτων, εξετάζοντας τόσο τις αρχές της ζωής στη Γη όσο και τη δυνατότητα ζωής σε άλλους κόσμους. Αρκετά από τα ερευνητικά έργα της ομάδας του θα εξετάσουν τις δυνατότητες ζωής - και πώς θα μπορούσε κανείς να το εντοπίσει - στο φεγγάρι του Δία Europa. Ο διευθύνων σύμβουλος του Astrobiology Magazine Henry Bortman μίλησε πρόσφατα με την Chyba για αυτό το έργο.
Περιοδικό Αστροβιολογίας: Ένας από τους τομείς εστίασης της προσωπικής σας έρευνας ήταν η δυνατότητα ζωής στο φεγγάρι Europa του Δία. Αρκετά από τα έργα που χρηματοδοτούνται από την επιχορήγηση NAI ασχολούνται με αυτόν τον κόσμο που καλύπτεται από πάγο.
Κρίστοφερ Τσίμπα: Σωστά. Ενδιαφερόμαστε για αλληλεπιδράσεις ζωής και πλανητικής εξέλιξης. Υπάρχουν τρεις κόσμοι που είναι πιο ενδιαφέροντες από αυτή την άποψη: η Γη, ο Άρης και η Ευρώπη. Και έχουμε μια σειρά από έργα που σχετίζονται με την Ευρώπη. Η Cynthia Phillips είναι ο ηγέτης ενός από αυτά τα έργα. ο φοιτητής μου στο Στάνφορντ, ο Κέβιν Χάντ, είναι επικεφαλής ενός άλλου. και ο Max Bernstein, ο οποίος είναι το SETI Institute P.I., είναι ηγέτης στο τρίτο.
Υπάρχουν δύο στοιχεία για τα έργα της Cynthia. Αυτό που νομίζω ότι είναι πραγματικά συναρπαστικό είναι αυτό που αποκαλεί «σύγκριση σύγκρισης». Αυτό ανάγεται στις μέρες της απόφοιτος της ομάδας απεικόνισης Galileo, όπου έκανε συγκρίσεις για να ψάξει για επιφανειακές αλλαγές σε ένα άλλο από τα φεγγάρια του Δία, Io, και κατάφερε να επεκτείνει τις συγκρίσεις της για να συμπεριλάβει παλαιότερες εικόνες του Voyager του Io.
Έχουμε εικόνες Galileo του Io, που τραβήχτηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1990, και έχουμε εικόνες Voyager του Io, που ελήφθησαν το 1979. Άρα υπάρχουν δύο δεκαετίες μεταξύ των δύο. Εάν μπορείτε να κάνετε μια πιστή σύγκριση των εικόνων, τότε μπορείτε να μάθετε για το τι έχει αλλάξει εν τω μεταξύ, να κατανοήσετε πόσο γεωλογικά ενεργός είναι ο κόσμος. Η Cynthia έκανε αυτή τη σύγκριση για τον Io και στη συνέχεια το έκανε για τα πολύ πιο λεπτά χαρακτηριστικά του Europa.
Αυτό μπορεί να ακούγεται σαν μια ασήμαντη εργασία. Και για πραγματικά ακαθάριστα χαρακτηριστικά υποθέτω ότι είναι. Απλώς κοιτάζετε τις εικόνες και βλέπετε αν έχει αλλάξει κάτι. Αλλά επειδή η κάμερα Voyager ήταν τόσο διαφορετική, δεδομένου ότι οι εικόνες της λήφθηκαν σε διαφορετικές γωνίες φωτισμού από τις εικόνες Galileo, δεδομένου ότι τα φασματικά φίλτρα ήταν διαφορετικά, υπάρχουν όλα τα είδη πραγμάτων που, μόλις ξεπεράσετε τη μεγαλύτερη κλίμακα εξέτασης, το κάνετε τόσο πολύ πιο δύσκολο από ό, τι ακούγεται. Η Cynthia παίρνει τις παλιές εικόνες Voyager και, αν θέλετε, τις μετατρέπει όσο πιο κοντά μπορεί σε εικόνες τύπου Galileo. Στη συνέχεια επικαλύπτει τις εικόνες, για να το πούμε, και ελέγχει έναν υπολογιστή για γεωλογικές αλλαγές.
Όταν το έκανε με την Europa ως μέρος του διδακτορικού της Διατριβή, διαπίστωσε ότι δεν υπήρξαν παρατηρήσιμες αλλαγές σε 20 χρόνια σε εκείνα τα μέρη της Ευρώπης για τα οποία έχουμε εικόνες και από τα δύο διαστημόπλοια. Τουλάχιστον όχι στην ανάλυση του διαστημικού σκάφους Voyager - έχετε κολλήσει με τη χαμηλότερη ανάλυση, ας πούμε περίπου δύο χιλιόμετρα ανά εικονοστοιχείο.
Κατά τη διάρκεια της αποστολής Galileo, έχετε στην καλύτερη περίπτωση πέντε και μισή χρόνια. Η ιδέα της Cynthia είναι ότι είναι πιο πιθανό να εντοπίσετε αλλαγές σε μικρότερα χαρακτηριστικά, σε μια σύγκριση Galileo-to-Galileo, στην πολύ υψηλότερη ανάλυση που σας δίνει το Galileo, από ό, τι εργαζόσασταν με εικόνες που είχαν ληφθεί 20 χρόνια, αλλά αυτό απαιτούν να δουλέψετε στα δύο χιλιόμετρα ανά εικονοστοιχείο. Έτσι θα κάνει τη σύγκριση Galileo-to-Galileo.
Ο λόγος για τον οποίο αυτό είναι ενδιαφέρον από αστροβιολογική άποψη είναι ότι οποιοδήποτε σημάδι γεωλογικής δραστηριότητας στην Ευρώπη μπορεί να μας δώσει κάποιες ενδείξεις για το πώς αλληλεπιδρούν ο ωκεανός και η επιφάνεια. Το άλλο στοιχείο του έργου της Cynthia είναι να κατανοήσουμε καλύτερα τη σειρά των διαδικασιών που εμπλέκονται σε αυτές τις αλληλεπιδράσεις και ποιες είναι οι αστροβιολογικές τους επιπτώσεις.
ΕΙΜΑΙ: Εσείς και ο Kevin Hand συνεργάζεστε για να μελετήσετε μερικές από τις χημικές αλληλεπιδράσεις που πιστεύεται ότι πραγματοποιούνται στην Ευρώπη. Τι θα εξετάσετε συγκεκριμένα;
Υπάρχουν ορισμένα στοιχεία της εργασίας που κάνω με τον Kevin. Ένα στοιχείο προέρχεται από ένα έγγραφο που είχαμε με τον Kevin στο Science το 2001, το οποίο έχει να κάνει με την ταυτόχρονη παραγωγή δοτών ηλεκτρονίων και δεκτών ηλεκτρονίων. Η ζωή όπως την ξέρουμε, αν δεν χρησιμοποιεί το φως του ήλιου, ζει συνδυάζοντας δότες και δέκτες ηλεκτρονίων και συλλέγοντας την απελευθερωμένη ενέργεια.
Για παράδειγμα, εμείς οι άνθρωποι, όπως και άλλα ζώα, συνδυάζουμε τον δότη ηλεκτρονίων μας, που είναι μειωμένος άνθρακας, με οξυγόνο, που είναι ο δέκτης ηλεκτρονίων μας. Τα μικρόβια, ανάλογα με το μικρόβιο, μπορούν να χρησιμοποιούν ένα ή περισσότερα από πολλά πιθανά διαφορετικά ζευγάρια δότες ηλεκτρονίων και δέκτες ηλεκτρονίων. Ο Κέβιν και εγώ βρήκαμε αβιοτικούς τρόπους με τους οποίους αυτά τα ζευγάρια θα μπορούσαν να γίνουν στην Ευρώπη, χρησιμοποιώντας αυτό που καταλαβαίνουμε για την Ευρώπη τώρα. Πολλά από αυτά παράγονται μέσω της δράσης της ακτινοβολίας. Θα συνεχίσουμε αυτό το έργο σε πολύ πιο λεπτομερείς προσομοιώσεις.
Θα εξετάσουμε επίσης το δυναμικό επιβίωσης των βιοδεικτών στην επιφάνεια του Europa. Δηλαδή, αν προσπαθείτε να αναζητήσετε βιοδείκτες από έναν τροχιά, χωρίς να κατεβείτε στην επιφάνεια και να σκάψετε, τι είδους μόρια θα αναζητούσατε και ποιες είναι οι προοπτικές σας για να τα δείτε πραγματικά, δεδομένου ότι υπάρχει έντονη περιβάλλον ακτινοβολίας στην επιφάνεια που θα πρέπει να τα υποβαθμίσει αργά; Ίσως δεν θα είναι τόσο αργό. Αυτό είναι μέρος αυτού που θέλουμε να κατανοήσουμε. Πόσο καιρό μπορείτε να περιμένετε να επιβιώσουν στην επιφάνεια συγκεκριμένοι βιοδείκτες που θα ήταν αποκαλυπτικοί για τη βιολογία; Είναι τόσο σύντομο που το να κοιτάς από την τροχιά δεν έχει κανένα νόημα ή είναι αρκετά μεγάλο ώστε να μπορεί να είναι χρήσιμο;
Αυτό πρέπει να αναδιπλωθεί σε μια κατανόηση του κύκλου εργασιών, ή της λεγόμενης «κηπουρικής κρούσης» στην επιφάνεια, η οποία είναι ένα άλλο στοιχείο της δουλειάς μου με την Cynthia Phillips », παρεμπιπτόντως. Ο Κέβιν θα το εξετάσει εξετάζοντας επίγεια ανάλογα.
ΕΙΜΑΙ: Πώς καθορίζετε ποιοι βιοδείκτες θα μελετήσετε;
CC: Υπάρχουν ορισμένες χημικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται συνήθως ως βιοδείκτες σε βράχους που χρονολογούνται δισεκατομμύρια χρόνια στο επίγειο παρελθόν. Τα Hopanes, για παράδειγμα, θεωρούνται βιοδείκτες στην περίπτωση των κυανοβακτηρίων. Αυτοί οι βιοδείκτες αντέχουν σε οποιαδήποτε ακτινοβολία υποβάθρου υπήρχε σε αυτούς τους βράχους από την αποσύνθεση του ενσωματωμένου ουρανίου, καλίου και ούτω καθεξής, για πάνω από δύο δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό μας δίνει ένα είδος εμπειρικής βάσης για την επιβίωση ορισμένων ειδών βιοδεικτών. Θέλουμε να καταλάβουμε πώς συγκρίνεται με το περιβάλλον ακτινοβολίας και οξείδωσης στην επιφάνεια του Europa, το οποίο θα είναι πολύ πιο σκληρό.
Τόσο ο Κέβιν όσο και ο Μέξ Μπερνστάιν θα ακολουθήσουν αυτήν την ερώτηση κάνοντας εργαστηριακές προσομοιώσεις. Ο Max πρόκειται να ακτινοβολήσει βιοδείκτες που περιέχουν άζωτο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες στη εργαστηριακή του συσκευή, προσπαθώντας να κατανοήσει την επιβίωση των βιοδεικτών και πώς τους αλλάζει η ακτινοβολία.
ΕΙΜΑΙ: Γιατί ακόμη και αν οι βιοδείκτες δεν επιβιώνουν στην αρχική τους μορφή, μπορεί να μετατραπούν σε άλλη μορφή που θα μπορούσε να ανιχνεύσει ένα διαστημικό σκάφος;
CC: Αυτό πιθανώς συμβαίνει. Ή μπορεί να μετατραπούν σε κάτι που δεν διακρίνεται από το μετεωριτικό υπόβαθρο. Το θέμα είναι να κάνετε το πείραμα και να μάθετε. Και για να πάρετε μια καλή αίσθηση της χρονικής κλίμακας.
Αυτό θα είναι σημαντικό και για έναν άλλο λόγο. Το είδος της επίγειας σύγκρισης που μόλις ανέφερα, ενώ νομίζω ότι είναι κάτι που πρέπει να γνωρίζουμε, έχει ενδεχομένως όρια επειδή οποιοδήποτε οργανικό μόριο στην επιφάνεια της Ευρώπης βρίσκεται σε ένα εξαιρετικά οξειδωτικό περιβάλλον, όπου το οξυγόνο παράγεται από την ακτινοβολία που αντιδρά με τον πάγο. Η επιφάνεια της Ευρώπης είναι πιθανώς πιο οξειδωτική από το περιβάλλον που θα βιώσουν τα οργανικά μόρια παγιδευμένα σε έναν βράχο στη Γη. Εφόσον ο Max θα κάνει αυτά τα πειράματα ακτινοβολίας στον πάγο, θα είναι σε θέση να μας δώσει μια καλή προσομοίωση του επιφανειακού περιβάλλοντος στην Ευρώπη.
Πρωτότυπη Πηγή: Περιοδικό Αστροβιολογίας
