Кредит за изображение: НАСА
Кристофър Чиба е главен изследовател на водещия екип на института SETI на Института по астробиология на НАСА (NAI). Чиба преди беше ръководител на Центъра за изучаване на живота във Вселената на института SETI. Неговият екип от NAI провежда широк спектър от изследователски дейности, като разглежда както началата на живота на Земята, така и възможността за живот в други светове. Няколко изследователски проекта на неговия екип ще проучат потенциала за живот - и как може да се открие него - на Луната Европа на Юпитер. Управляващият редактор на списание Astrobiology Хенри Бортман наскоро говори с Chyba за тази работа.
Списание за астробиология: Една от областите на фокуса на вашите лични изследвания е възможността за живот на Луна Европа на Юпитер. Няколко от проектите, финансирани от вашата безвъзмездна помощ от NAI, се занимават с този покрит с лед свят.
Кристофър Чиба: Точно така. Интересуват ни взаимодействията на живота и планетарната еволюция. Има три свята, които са най-интересни от тази гледна точка: Земята, Марс и Европа. И имаме шепа проекти, които са подходящи за Европа. Синтия Филипс е ръководител на един от тези проекти; моят студент тук в Станфорд, Кевин Ханд, оглавява друг; и Макс Бернщайн, който е институт SETI P.I., е лидер на трето място.
В проектите на Синтия има два компонента. Това, което според мен е наистина вълнуващо, е това, което тя нарича „сравнение на промените“. Това се връща към дните й на дипломиран сътрудник в екипа за изображения на Галилео, където тя правеше сравнения, за да търси промени в повърхността на друга луна на Юпитер, Йо, и успя да разшири сравненията си, за да включи по-стари изображения на Вояджър от Io.
Имаме изображения на Галилео на Йо, направени в края на 90-те, и имаме изображения на Вояджър на Йо, направени през 1979 г. Така че между двете има две десетилетия. Ако можете да направите вярно сравнение на изображенията, тогава можете да научите за промените във временното време, да придобиете представа колко геологично активен е светът. Синтия направи това сравнение за Йо, след това го направи за много по-фините характеристики на Европа.
Това може да звучи като тривиална задача. А за наистина груби характеристики предполагам, че е така. Трябва само да погледнете изображенията и да видите дали нещо се е променило. Но тъй като камерата на Voyager беше толкова различна, тъй като изображенията й бяха направени под различни ъгли на осветление от изображенията на Galileo, тъй като спектралните филтри бяха различни, има всякакви неща, които след като излезете от най-големия мащаб на изследване, правят толкова много по-трудно, отколкото звучи. Синтия взема старите изображения на Вояджър и, ако желаете, ги преобразува възможно най-точно в изображения от тип Галилео. Тогава тя наслагва изображенията, така да се каже, и проверява компютър за геоложки промени.
Когато тя направи това с Europa като част от доктора си. теза, тя откри, че няма забележими промени през 20 години в онези части на Европа, за които имаме изображения и от двата космически кораба. Поне не при разделителната способност на космическия кораб Voyager - вие сте останали с най-ниската разделителна способност, да речем около два километра на пиксел.
По време на мисията „Галилео“ имате най-добри пет години и половина. Идеята на Синтия е, че е по-вероятно да откриете промяна в по-малки функции, в сравнение между Galileo-to-Galileo, при много по-високата разделителна способност, която ви дава Galileo, отколкото сте работили с изображения, направени 20 години един от друг, но които изискват да работиш на два километра на пиксел. Така че тя ще направи сравнението Галилео-Галилео.
Причината, поради която това е интересно от астробиологична гледна точка, е, че всеки признак на геоложка активност на Европа може да ни даде някои улики за взаимодействието на океана и повърхността. Другият компонент на проекта на Синтия е да разбере по-добре набора от процеси, участващи в тези взаимодействия и какви могат да бъдат техните астробиологични последици.
AM: Вие и Кевин Хенд работите заедно, за да изучите някои химични взаимодействия, за които се смята, че се осъществяват в Европа. Какво конкретно ще гледате?
Има редица компоненти от работата, която върша с Кевин. Един компонент произтича от книга, която Кевин и аз имахме в Science през 2001 г., която е свързана с едновременното производство на електронни донори и акцептори на електрон. Животът, какъвто го познаваме, ако не използва слънчева светлина, прекарва прехраната си, като комбинира донори и акцептори на електрон и събира освободената енергия.
Например ние, хората, подобно на други животни, комбинираме нашия донор на електрон, който е намален въглерод, с кислорода, който е нашият приемник на електрон. Микробите, в зависимост от микроба, могат да използват един или няколко от много възможни различни двойки донори на електрон и акцептори на електрон. Кевин и аз откривахме абиотични начини тези двойки да могат да бъдат произведени в Европа, използвайки това, което разбираме за Европа сега. Много от тях се получават чрез действието на радиацията. Ще продължим тази работа в много по-подробни симулации.
Също така ще разгледаме потенциала за оцеляване на биомаркерите на повърхността на Европа. Тоест, ако се опитвате да търсите биомаркери от орбита, без да слизате на повърхността и да копаете, какви видове молекули бихте търсили и какви са вашите перспективи за действителното им виждане, като се има предвид, че има интензивен радиационна среда на повърхността, която трябва бавно да ги разгражда? Може би дори няма да е толкова бавно Това е част от това, което искаме да разберем. Колко дълго можете да очаквате определени биомаркери, които биха разкрили за биологията, да оцелеят на повърхността? Толкова къса ли е, че гледането от орбита изобщо няма смисъл или е достатъчно дълго, че може да е полезно?
Това трябва да се прегъне в разбирането за оборота, или така нареченото „градинарство на въздействието“ върху повърхността, което е друг компонент от работата ми със Синтия Филипс. Кевин ще се справи с това, като гледа земни аналози.
AM: Как да определите кои биомаркери да изучавате?
CC: Има определени химични съединения, които обикновено се използват като биомаркери в скали, които се връщат милиарди години в земното минало. Хопаните например се разглеждат като биомаркери в случай на цианобактерии. Тези биомаркери издържаха на каквото и да е фоново излъчване в тези скали от разпада на вградения уран, калий и т.н. в продължение на повече от два милиарда години. Това ни дава един вид емпирична база за оцеляване на някои видове биомаркери. Искаме да разберем как това се сравнява със средата на радиация и окисляване на повърхността на Европа, която ще бъде много по-сурова.
И Кевин, и Макс Бернщайн ще се справят след този въпрос, като правят лабораторни симулации. Макс ще излъчва азотсъдържащи биомаркери при много ниски температури в лабораторния си апарат, опитвайки се да разбере жизнеспособността на биомаркерите и как радиацията ги променя.
AM: Защото дори биомаркерите да не оцелеят в първоначалния си вид, те биха могли да се трансформират в друга форма, която космически кораб би могъл да открие?
CC: Това е потенциално така. Или може да се превърнат в нещо, което не се различава от метеоритния фон. Въпросът е да направите експеримента и да разберете. И за да придобиете добър усет за времевата скала.
Това ще бъде важно и по друга причина. Този вид наземно сравнение, което току-що споменах, макар че мисля, че е нещо, което трябва да знаем, потенциално има граници, тъй като всяка органична молекула на повърхността на Европа е в силно окисляваща среда, където кислородът се получава от радиацията, реагираща с леда. Повърхността на Европа вероятно е по-окисляваща, отколкото органичните молекули от околната среда, които биха изпитали в капан на Земята. Тъй като Макс ще прави тези експерименти с радиация в лед, той ще може да ни даде добра симулация на повърхностната среда в Европа.
Оригинален източник: списание Астробиология
