Kreditna slika: NASA
Christopher Chyba glavni je istraživač vodećeg tima Instituta SETI iz NASA Instituta za astrobiologiju (NAI). Chyba je ranije vodio Centar za proučavanje života u svemiru Instituta SETI. Njegov tim NAI provodi širok spektar istraživačkih aktivnosti, sagledavajući životne početke na Zemlji i mogućnosti života na drugim svjetovima. Nekoliko istraživačkih projekata njegovog tima istražit će potencijal za život - i kako netko može otkriti to - na Jupiterovom mjesecu Europa. Henry Bortman, glavni urednik časopisa Astrobiology Magazine, nedavno je s Chybom razgovarao o ovom radu.
Časopis Astrobiologija: Jedno od područja žarišta vašeg osobnog istraživanja bila je mogućnost života na Jupiterovom mjesecu Europa. Nekoliko projekata koji se financiraju iz vašeg grantova NAI bave se ovim ledenim svijetom.
Christopher Chyba: Pravo. Zanimaju nas interakcije života i planetarne evolucije. Postoje tri svijeta koja su s tog gledišta najzanimljivija: Zemlja, Mars i Europa. A u Europu imamo pregršt projekata koji su relevantni. Cynthia Phillips voditeljica je jednog od tih projekata; moj student, ovdje na Stanfordu, Kevin Hand, ide prema još jednom; i Max Bernstein, koji je SETI Institute P.I., vodeći je na trećem mjestu.
Dvije su komponente Cynthijevih projekata. Ono što mislim da je zaista uzbudljivo jest ono što naziva "usporedba promjena". To se vraća u dane kada je diplomirani suradnik u Galileovom slikarskom timu, gdje je uspoređivala potragu za površinskim promjenama na drugom Jupiterovom mjesecu, Io, i bila je u mogućnosti proširiti svoje usporedbe kako bi obuhvatila starije Voyagerove slike Ioa.
Imamo Galileove slike Ioa, snimljene krajem 1990-ih, a imamo i Voyager-ove slike Ioa, snimljene 1979. Dakle, postoje dva desetljeća između njih dvojice. Ako možete napraviti vjernu usporedbu slika, tada možete saznati o onome što se promijenilo u međuvremenu, steći osjećaj o geološkom aktivnom svijetu. Cynthia je to uspoređivala za Io, a zatim za puno suptilnije značajke Europe.
To možda zvuči kao trivijalni zadatak. A za stvarno grube značajke pretpostavljam da jest. Samo pogledate slike i vidite da li se nešto promijenilo. No, budući da je kamera Voyagera bila toliko različita, budući da su njene slike snimljene pod različitim kutovima osvjetljenja od Galileovih slika, budući da su spektralni filtri različiti, postoje sve vrste stvari koje, kad jednom prijeđete najveći opseg ispitivanja, čine toliko teže nego što zvuči. Cynthia uzima stare Voyagerove slike i, ako hoćete, transformira ih što je moguće bliže u slike tipa Galileo. Zatim prekriva slike, da tako kažem, i računalo provjerava ima li geoloških promjena.
Kad je to učinila s Europa u sklopu svog doktorata. teze, otkrila je da u onim dijelovima Europe za koje imamo slike s obje svemirske letjelice nije bilo opaženih promjena u 20 godina. Barem ne pri razlučivosti svemirskog broda Voyager - zaglavili ste s najnižom rezolucijom, recimo oko dva kilometra po pikselu.
Tijekom trajanja misije Galileo imali ste u najboljem slučaju pet i pol godina. Cynthijeva ideja je da je veća vjerojatnost da ćete otkriti promjene u manjim značajkama, u usporedbi Galileo-to-Galileo, po mnogo većoj rezoluciji koju vam daje Galileo, nego što ste radili sa slikama snimljenim 20-ak godina, ali koje zahtijevaju radite na dva kilometra po pikselu. Dakle ona će napraviti usporedbu Galileo-Galileo.
Razlog što je to iz astrobiološke perspektive zanimljivo je taj što nam bilo koji znak geološke aktivnosti na Europi može dati neke naznake o načinu na koji ocean i površina djeluju. Druga komponenta Cynthijevog projekta jest bolje razumijevanje skupa procesa uključenih u te interakcije i mogućih njihovih astrobioloških posljedica.
AM: Ti i Kevin Hand zajedno surađujete na istraživanju nekih kemijskih interakcija za koje se vjeruje da se odvijaju u Europi. Što ćete konkretno gledati?
Postoji nekoliko komponenti posla koji radim s Kevinom. Jedna komponenta proizlazi iz rada koji smo Kevin i ja imali u znanosti 2001. godine, a koji je povezan s istodobnom proizvodnjom davatelja elektrona i akceptira elektrona. Život kakav znamo, ako ne koristi sunčevu svjetlost, zarađuje za život kombinirajući donore i prihvatnike elektrona i skupljajući oslobođenu energiju.
Na primjer, mi ljudi, kao i druge životinje, kombiniramo svog davatelja elektrona, koji je smanjeni ugljik, s kisikom, koji je naš akceptor elektrona. Mikrobi, ovisno o mikrobu, mogu upotrijebiti jednu ili više različitih mogućih kombinacija davatelja elektrona i akcektora. Kevin i ja smo pronašli abiotske načine kako bi se ta dva para mogla proizvesti na Europi, koristeći ono što sada razumijemo o Europi. Mnogi od njih nastaju djelovanjem zračenja. Nastavit ćemo s radom u mnogo detaljnijim simulacijama.
Također ćemo pogledati potencijal preživljavanja biomarkera na površini Europe. To jest, ako pokušavate potražiti biomarkere iz orbitera, a ne spuštati se na površinu i kopati, kakve biste molekule potražili i kakve su vaše izglede za njihovo stvarno gledanje, s obzirom na to da postoji intenzivan intenzitet zračenje na površini koje bi ih trebalo polako razgraditi? Možda to neće ni biti tako sporo. To je dio onoga što želimo razumjeti. Koliko dugo možete očekivati da će na površini preživjeti određeni biomarkeri koji bi otkrivali biologiju? Je li toliko kratko da gledanje iz orbite uopće nema smisla ili je dovoljno dugo da bi moglo biti korisno?
To se usput mora povezati sa razumijevanjem prometa, ili takozvanog „vrtlarskog utjecaja“, što je, uzgred, još jedna komponenta mog rada sa Cynthia Phillips. Kevin će to dobiti gledajući zemaljske analoge.
AM: Kako odrediti koje biomarkere proučiti?
CC: Postoje određeni kemijski spojevi koji se obično koriste kao biomarkeri u stijenama koje sežu u milijardu godina u zemaljsku prošlost. Na primjer, hopani se gledaju kao biomarkeri u slučaju cijanobakterija. Ti su biomarkeri izdržali sve pozadinsko zračenje u tim stijenama koje su propadale uranijumom, kalijem i tako dalje tijekom dvije milijarde godina. To nam daje svojevrsnu empirijsku podlogu za opstanak određenih vrsta biomarkera. Želimo razumjeti kako se to uspoređuje s okruženjem zračenja i oksidacije na površini Europe, koje će biti mnogo oštrije.
I Kevin i Max Bernstein će nakon ovog pitanja dobiti laboratorijske simulacije. Max će zračiti biomarkere koji sadrže dušik na vrlo niskim temperaturama u svom laboratorijskom aparatu, pokušavajući razumjeti održivost biomarkera i način na koji ih radijacija mijenja.
AM: Jer čak i ako biomarkeri ne prežive u svom izvornom obliku, mogu se transformirati u drugi oblik koji bi svemirski brod mogao otkriti?
CC: To je potencijalno tako. Ili se mogu pretvoriti u nešto što se ne razlikuje od meteoritske pozadine. Poanta je napraviti eksperiment i otkriti. I da steknete dobar osjećaj vremenske ljestvice.
To će biti važno i iz drugog razloga. Vrsta zemaljske usporedbe koju sam upravo spomenuo, iako mislim da bi to nešto što trebamo znati, potencijalno ima ograničenja, jer bilo koja organska molekula na površini Europe nalazi se u okruženju koje jako oksidira, gdje kisik nastaje zračenjem koje reagira s ledom. Europa površina vjerojatno oksidira više nego što bi organske molekule okoliša bile zarobljene u stijeni na Zemlji. Budući da će Max izvoditi ove eksperimente zračenja u ledu, on će nam moći dati dobru simulaciju površinskog okruženja na Europi.
Izvorni izvor: Astrobiology Magazine
