Obrazový kredit: NASA
Christopher Chyba je hlavným výskumným pracovníkom vedúceho tímu inštitútu SETI Astrobiologického inštitútu NASA (NAI). Chyba predtým riadila Centrum ústavu SETI pre štúdium života vo vesmíre. Jeho tím NAI sa venuje širokej škále výskumných aktivít a zameriava sa na začiatky života na Zemi a možnosti života na iných svetoch. Niekoľko výskumných projektov jeho tímu preskúma potenciál života - a ako by sa dalo zistiť jeho odhalenie - na Jupiterovom mesiaci Európa. Generálny riaditeľ časopisu Astrobiology Magazine Henry Bortman o tejto práci nedávno hovoril s Chyba.
Astrobiologický časopis: Jednou z oblastí vášho osobného prieskumu bola možnosť života na Jupiterovom mesiaci Európa. Niekoľko projektov financovaných z vášho grantu NAI sa zaoberá týmto ľadom pokrytým svetom.
Christopher Chyba: Správny. Zaujímajú nás interakcie života a planetárneho vývoja. Z tohto hľadiska sú najzaujímavejšie tri svety: Zem, Mars a Európa. A máme niekoľko projektov, ktoré sa týkajú Európy. Cynthia Phillips je vedúcim jedného z týchto projektov; môj doktorand tu na Stanforde, Kevin Hand, vedie iného; a Max Bernstein, ktorý je inštitútom SETI Institute P.I., je lídrom na treťom mieste.
Cynthiové projekty majú dve zložky. Jeden, o ktorom si myslím, že je skutočne vzrušujúci, je to, čo nazýva „porovnanie zmien“. To siaha až do jej dní, keď bola absolventkou postgraduálneho tímu v zobrazovacom tíme Galileo, kde uskutočnila porovnania s cieľom hľadať povrchové zmeny na inom z Jupiterových mesiacov Io, a jej porovnania sa mohli rozšíriť tak, aby zahŕňali aj staršie snímky Voyager z Io.
Máme Galileo snímky Io, ktoré boli urobené koncom 90. rokov, a Voyagerove obrázky Io, ktoré boli urobené v roku 1979. Medzi nimi sú teda dve desaťročia. Ak viete verne porovnať obrázky, môžete sa dozvedieť, čo sa medzičasom zmenilo, získať predstavu o tom, ako geologicky aktívny je svet. Cynthia urobila toto porovnanie pre Io a potom pre oveľa jemnejšie vlastnosti Európy.
Môže to znieť ako triviálna úloha. A naozaj hrubé vlastnosti predpokladám. Stačí sa len pozrieť na obrázky a zistiť, či sa niečo zmenilo. Keďže však bola kamera Voyager taká odlišná, pretože jej snímky boli nasnímané v rôznych uhloch osvetlenia ako v prípade snímok Galileo, pretože spektrálne filtre boli rôzne, existujú rôzne druhy vecí, ktoré, akonáhle sa dostanete za najväčšiu škálu vyšetrení, toľko zložitejšie, ako to znie. Cynthia nasníma staré obrázky Voyageru a ak budete chcieť, transformuje ich tak blízko, ako je možné, na obrázky typu Galileo. Potom prekryje obrázky, aby som tak povedal, a počítač kontroluje geologické zmeny.
Keď to urobila s Európou ako súčasť svojho doktorátu dizertačnej práce, zistila, že v tých častiach Európy, v ktorých máme obrázky z oboch kozmických lodí, neboli pozorované žiadne pozorovateľné zmeny za 20 rokov. Aspoň nie v rozlíšení kozmickej lode Voyager - ste zaseknutí s najnižším rozlíšením, povedzme asi dva kilometre na pixel.
Počas trvania misie Galileo máte nanajvýš päť a pol roka. Myšlienka Cynthie spočíva v tom, že v porovnaní Galileo-Galileo s väčšou pravdepodobnosťou zistíte zmeny v menších funkciách pri oveľa vyššom rozlíšení, aké vám program Galileo ponúka, ako by ste pracovali s obrázkami, ktoré boli od seba oddelené 20 rokov, ale ktoré si vyžadujú aby ste pracovali na dvoch kilometroch na pixel. Takže urobí porovnanie Galileo-Galileo.
Z astrobiologického hľadiska je to zaujímavé z toho dôvodu, že každý náznak geologickej činnosti v Európe by nám mohol poskytnúť určité náznaky o tom, ako oceán a povrch interagujú. Druhou súčasťou projektu Cynthia je lepšie porozumieť súboru procesov zahrnutých v týchto interakciách a tým, aké môžu byť ich astrobiologické dôsledky.
AM: Vy a Kevin Hand pracujete spolu na štúdiu niektorých chemických interakcií, ktoré sa podľa všetkého uskutočňujú v Európe. Na čo sa konkrétne pozriete?
Práca s Kevinom robím veľa komponentov. Jedna zložka vychádza z článku, ktorý sme mali s Kevinom v Science v roku 2001 a ktorý súvisí so súčasnou výrobou donorov elektrónov a akceptorov elektrónov. Život, ako ho poznáme, ak nevyužíva slnečné svetlo, oživuje sa kombináciou donorov a akceptorov elektrónov a získavaním oslobodenej energie.
Napríklad, my ľudia, rovnako ako iné zvieratá, kombinujeme nášho elektrónového darcu, ktorým je znížený uhlík, s kyslíkom, ktorý je naším elektrónovým akceptorom. Mikróby môžu v závislosti od mikróbov používať jeden alebo niekoľko z mnohých možných párov donorov elektrónov a akceptorov elektrónov. Kevin a ja sme našli abiotické spôsoby, ako by sa tieto páry mohli vyrábať na portáli Europa, pomocou toho, o čom dnes v Európe rozumieme. Mnohé z nich sa vyrábajú pôsobením žiarenia. Budeme pokračovať v tejto práci v oveľa podrobnejších simuláciách.
Taktiež sa pozrieme na potenciál prežitia biomarkerov na európskom povrchu. To znamená, že ak sa snažíte hľadať biomarkery z obežnej dráhy, bez toho, aby ste sa dostali na povrch a kopali, aký druh molekúl by ste hľadali a aké sú vaše vyhliadky na ich skutočné videnie, vzhľadom na to, že existuje intenzívny radiačné prostredie na povrchu, ktoré by ich malo pomaly degradovať? Možno to nebude také pomalé. To je časť toho, čomu chceme porozumieť. Ako dlho môžete očakávať, že určité biomarkery, ktoré by odhalili biológiu, prežijú na povrchu? Je to také krátke, že pozeranie z obežnej dráhy vôbec nedáva zmysel, alebo je to dosť dlhé, aby to mohlo byť užitočné?
To sa musí mimochodom chápať ako pochopenie obratu alebo tzv. „Dopadového záhradníctva“ na povrchu, čo je ďalšou súčasťou mojej práce s Cynthia Phillipsovou. Kevin sa k tomu dostane pohľadom na pozemské analógy.
AM: Ako zistíte, ktoré biomarkery sa majú študovať?
CC: Existujú určité chemické zlúčeniny, ktoré sa bežne používajú ako biomarkery v horninách, ktoré sa v pozemskej minulosti vracajú o miliardy rokov. Napríklad na Hopány sa v prípade cyanobaktérií pozerá ako na biomarkery. Tieto biomarkery vydržali akékoľvek žiarenie v pozadí prítomné v týchto horninách od úpadku zabudovaného uránu, draslíka atď. Viac ako dve miliardy rokov. To nám poskytuje určitý empirický základ pre prežitie určitých druhov biomarkerov. Chceme pochopiť, ako sa to porovnáva s radiačným a oxidačným prostredím na povrchu Európy, ktoré bude oveľa tvrdšie.
Kevin aj Max Bernstein sa za túto otázku dostanú pomocou laboratórnych simulácií. Max vo svojom laboratórnom prístroji ožaruje biomarkery obsahujúce dusík pri veľmi nízkych teplotách a snaží sa porozumieť prežitiu biomarkerov a tomu, ako ich žiarenie mení.
AM: Pretože aj keď biomarkery neprežijú vo svojej pôvodnej podobe, mohli by sa transformovať do inej podoby, ktorú by mohla kozmická loď zistiť?
CC: To je prípad. Alebo by sa mohli premeniť na niečo, čo sa nedá odlíšiť od meteoritického pozadia. Ide o to urobiť experiment a zistiť to. A získať dobrý prehľad o časovej stupnici.
To bude dôležité aj z iného dôvodu. Takéto pozemské porovnanie, ktoré som práve spomenul, hoci si myslím, že je to niečo, čo by sme mali vedieť, má potenciálne limity, pretože akákoľvek organická molekula na povrchu Európy je vo vysoko oxidujúcom prostredí, kde sa kyslík vytvára žiarením reagujúcim s ľadom. Povrch Európy je pravdepodobne viac oxidujúci, ako by organické molekuly zažívali uviaznuté v skale na Zemi. Pretože Max bude robiť tieto experimenty ožiarenia v ľade, bude nám schopný dať dobrú simuláciu povrchového prostredia na Európe.
Pôvodný zdroj: Astrobiology Magazine
