Attēla kredīts: NASA
Christopher Chyba ir NASA Astrobioloģijas institūta (NAI) SETI institūta vadošās grupas galvenais pētnieks. Čyba iepriekš vadīja SETI institūta Universitātes dzīves izpētes centru. Viņa NAI komanda veic plašu pētījumu spektru, apskatot gan dzīves pirmsākumus uz Zemes, gan dzīves iespējas citās pasaulēs. Vairākos viņa komandas pētniecības projektos tiks pētīts dzīves potenciāls Jupitera mēness Eiropā - un kā to varētu atklāt. Žurnāla Astrobiology vadošais redaktors Henrijs Bortmans nesen runāja ar Čibu par šo darbu.
Žurnāls Astrobiology: Viena no jūsu personīgās izpētes jomām ir bijusi dzīves iespēja Jupitera mēness Eiropā. Vairāki no jūsu NAI finansētajiem projektiem attiecas uz šo pasauli, kas pārklāta ar ledu.
Kristofers Čibijs: Pa labi. Mūs interesē dzīves un planētu evolūcijas mijiedarbība. No šī viedokļa visinteresantākās ir trīs pasaules: Zeme, Marss un Eiropa. Un mums ir daži projekti, kas attiecas uz Eiropu. Cynthia Phillips ir viena no šiem projektiem vadītāja; mans grad students šeit Stenforda, Kevin Hand, vada citu; Trešajā vietā ir Makss Bernsteins, kurš ir SETI institūts P.I.
Cynthia projektos ir divas sastāvdaļas. Tas, ko es uzskatu par patiesi aizraujošu, ir tas, ko viņa sauc par “izmaiņu salīdzinājumu”. Tas atgriezās viņas dienās, kad viņa bija absolvente Galileo attēlveidošanas komandā, kur viņa veica salīdzinājumus, lai meklētu virsmas izmaiņas citā no Jupitera pavadoņiem Io, un spēja paplašināt savus salīdzinājumus, iekļaujot vecākus Voyager attēlus Io.
Mums ir Galileo Io attēli, kas uzņemti 90. gadu beigās, un mums ir Voyager Io attēli, kas uzņemti 1979. gadā. Tātad starp tiem ir divas desmitgades. Ja varat ticami salīdzināt attēlus, varat uzzināt par to, kas pa to laiku ir mainījies, gūt priekšstatu par to, cik pasaule ir ģeoloģiski aktīva. Cynthia izdarīja šo salīdzinājumu Io, pēc tam to izdarīja daudz smalkākajām Europa iezīmēm.
Tas var izklausīties kā mazsvarīgs uzdevums. Un par ļoti rupjām īpašībām es domāju, ka tā ir. Jūs vienkārši aplūkojat attēlus un redzat, vai kaut kas ir mainījies. Bet, tā kā Voyager kamera bija tik atšķirīga, jo tās attēli tika uzņemti atšķirīgā apgaismojuma leņķī nekā Galileo attēli, tā kā spektrālie filtri bija atšķirīgi, ir visdažādākās lietas, kas, tiklīdz jūs pārsniedzat lielāko pārbaudes skatu, padara to tik daudz grūtāk, nekā izklausās. Kentija uzņem vecos Voyager attēlus un, ja jūs to vēlēsities, pārveidos tos pēc iespējas tuvāk Galileo tipa attēliem. Tad viņa, tā sakot, pārklāj attēlus un ar datoru pārbauda, vai nav ģeoloģisko izmaiņu.
Kad viņa to izdarīja ar Europa kā daļu no doktora grāda. disertācijā viņa atklāja, ka 20 gadu laikā nav novērojamas nekādas izmaiņas tajās Europa daļās, kurām mums ir attēlu no abiem kosmosa kuģiem. Vismaz ne ar Voyager kosmosa kuģa izšķirtspēju - jūs esat iestrēdzis ar viszemāko izšķirtspēju, teiksim, aptuveni divi kilometri uz pikseļu.
Galileo misijas laikā labākajā gadījumā jums ir pieci ar pusi gadi. Kentijas ideja ir tāda, ka jūs, visticamāk, salīdzināsit Galileo-Galileo mazākās funkcijās, izmantojot daudz augstāku izšķirtspēju, kādu jums nodrošina Galileo, nekā jūs strādājāt ar attēliem, kas tika uzņemti ar 20 gadu atstarpi, bet kuriem nepieciešama jums jāstrādā ar diviem kilometriem uz pikseļu. Tāpēc viņa veiks Galileo un Galileo salīdzinājumu.
Iemesls, kāpēc tas ir interesants no astrobioloģiskā viedokļa, ir tāds, ka jebkura ģeoloģiskās aktivitātes pazīme uz Europa var dot mums dažus norādījumus par to, kā mijiedarbojas okeāns un virsma. Otra Cynthia projekta sastāvdaļa ir labāk izprast procesus, kas iesaistīti šajā mijiedarbībā, un to, kāda varētu būt to astrobioloģiskā ietekme.
AM: Jūs un Kevins Reds strādājat kopā, lai izpētītu dažas ķīmiskās mijiedarbības, kas, domājams, notiek vietnē Europa. Ko jūs konkrēti apskatīsit?
Ir vairāki komponenti darbam, ko es daru kopā ar Kevinu. Viena sastāvdaļa izriet no papīra, kas Kevinam un man bija zinātnē 2001. gadā, un tas ir saistīts ar elektronu donoru un elektronu akceptoru vienlaicīgu ražošanu. Dzīve, kādu mēs to zinām, ja tā nelieto saules gaismu, iztiek, apvienojot elektronu donorus un pieņēmējus un novācot atbrīvoto enerģiju.
Piemēram, mēs, cilvēki, tāpat kā citi dzīvnieki, kombinējam savu elektronu donoru, kas ir samazināts ogleklis, ar skābekli, kas ir mūsu elektronu akceptors. Mikrobi atkarībā no mikroba var izmantot vienu vai vairākus no daudziem iespējamiem dažādiem elektronu donoru un elektronu akceptoru pāriem. Es un Kevins atradām abiotiskus veidus, kā šos pārus varētu izveidot vietnē Europa, izmantojot to, ko mēs tagad saprotam par Eiropu. Daudzi no tiem rodas ar radiācijas iedarbību. Mēs turpināsim šo darbu daudz detalizētākās simulācijās.
Mēs arī aplūkosim biomarķieru izdzīvošanas potenciālu uz Eiropas virsmas. Tas ir, ja jūs mēģināt meklēt biomarķierus no orbitera, nenokļūstot līdz virsmai un rakšanas, kāda veida molekulas jūs meklētu un kādas ir jūsu izredzes tās reāli redzēt, ņemot vērā, ka tur ir intensīva radiācijas vide virspusē, kurai vajadzētu lēnām tos pasliktināt? Varbūt pat tas nebūs tik lēns. Tā ir daļa no tā, ko mēs vēlamies saprast. Cik ilgi jūs varat sagaidīt, ka daži biomarķieri, kas atklāj bioloģiju, izdzīvos uz zemes? Vai tas ir tik īss, ka skatīšanās no orbītas vispār nav jēgas, vai arī tas ir pietiekami ilgs, lai tas varētu būt noderīgs?
Tas, protams, jāsadala apgrozījuma izpratnē jeb tā sauktajā “trieciena dārzkopībā” uz virsmas, kas, starp citu, ir vēl viens komponents manā darbā ar Kentiju Filipu. Kevins to sasniegs, apskatot zemes analogus.
AM: Kā noteikt, kurus biomarķierus pētīt?
CC: Ir daži ķīmiski savienojumi, kurus parasti izmanto kā biomarķierus klintīs, kuru sauszemes pagātne meklējama miljardiem gadu atpakaļ. Piemēram, zibakteriju gadījumā uz hopāniem tiek uzskatīti par biomarķieriem. Šie biomarķieri vairāk nekā divus miljardus gadu izturēja jebkādu fona starojumu, kas atradās šajos iežos no iestrādātā urāna, kālija utt. Sabrukšanas. Tas dod mums sava veida empīrisku bāzi noteiktu veidu biomarķieru izdzīvošanai. Mēs vēlamies saprast, kā tas ir salīdzināms ar radiācijas un oksidācijas vidi uz Europa virsmas, kas būs daudz skarbāka.
Gan Kevins, gan Makss Bernsteins gūs atbildi uz šo jautājumu, veicot laboratorijas simulācijas. Makss savā laboratorijas aparatūrā apstaros slāpekli saturošus biomarķierus ļoti zemā temperatūrā, mēģinot izprast biomarķieru izturību un to, kā radiācija tos maina.
AM: Jo pat tad, ja biomarķieri sākotnējā formā neizdzīvo, viņi var tikt pārveidoti citā formā, ko kosmosa kuģis varētu atklāt?
CC: Iespējams, ka tas tā ir. Vai arī viņi var tikt pārveidoti par kaut ko tādu, kas neatšķiras no meteoritiskā pamata. Punkts ir veikt eksperimentu un uzzināt. Un lai labi izprastu laika skalu.
Tas būs svarīgi arī cita iemesla dēļ. Šāda veida zemes salīdzinājumam, ko es tikko pieminēju, lai arī es domāju, ka tas ir kaut kas, kas mums būtu jāzina, potenciāli ir robežas, jo jebkura organiska molekula uz Eiropas virsmas atrodas ļoti oksidējošā vidē, kur skābekli iegūst, radiācijas dēļ reaģējot ar ledu. Eiropas virsma, iespējams, ir daudz oksidējošāka nekā vide, ko organiskās molekulas varētu ieslodzīt klintī uz Zemes. Tā kā Makss veiks šos radiācijas eksperimentus ledus apstākļos, viņš varēs mums labi modelēt virsmas vidi Eiropā.
Oriģinālais avots: žurnāls Astrobiology
