Эксперимент НАСА предполагает, что если эти океаны поддерживают жизнь, признаки этой жизни в виде органических молекул (например, аминокислот, нуклеиновых кислот и т.д.) Могут сохраняться непосредственно под поверхностным льдом, несмотря на сильную радиацию на этих планетах. Если к этим спутникам отправить посадочные аппараты-роботы для поиска признаков жизни, им не придется копать очень глубоко, чтобы найти аминокислоты, которые пережили изменение или разрушение радиацией.
"Основываясь на наших экспериментах, "безопасная" глубина отбора проб аминокислот на Европе составляет почти 8 дюймов (около 20 сантиметров) в высоких широтах заднего полушария (полушария, противоположного направлению движения Европы вокруг Юпитера) в области, где поверхность не сильно пострадала от ударов метеоритов", - сказал Александр Павлов из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, ведущий автор статьи об исследовании.
"Для обнаружения аминокислот на Энцеладе не требуется взятие проб из—под земли - эти молекулы переживут радиолиз (разрушение под действием радиации) в любом месте поверхности Энцелада на расстоянии менее десятой доли дюйма (менее нескольких миллиметров) от поверхности", - продолжил Павлов.
Холодные поверхности этих почти безвоздушных спутников, вероятно, непригодны для жизни из-за излучения как высокоскоростных частиц, захваченных магнитными полями их планеты-хозяина, так и мощных событий в глубоком космосе, таких как взрывающиеся звезды. Однако под их ледяными поверхностями есть океаны, которые нагреваются приливами из-за гравитационного притяжения планеты-хозяина и соседних лун. Эти подповерхностные океаны могли бы стать пристанищем для жизни, если бы в них были другие потребности, такие как энергоснабжение, а также элементы и соединения, используемые в биологических молекулах.
Исследовательская группа использовала аминокислоты в экспериментах по радиолизу как возможных представителей биомолекул на ледяных лунах. Аминокислоты могут быть созданы жизнью или небиологической химией. Однако обнаружение определенных видов аминокислот на Европе или Энцеладе было бы потенциальным признаком жизни, потому что они используются земной жизнью в качестве компонента для построения белков.
Белки необходимы для жизни, поскольку они используются для выработки ферментов, которые ускоряют или регулируют химические реакции, а также для создания структур. Аминокислоты и другие соединения из подземных океанов могут быть вынесены на поверхность в результате активности гейзеров или медленного вспенивания ледяной коры.
Чтобы оценить выживаемость аминокислот на этих планетах, команда смешала образцы аминокислот со льдом, охлажденным примерно до минус 321 градуса по Фаренгейту (-196 по Цельсию) в герметичных безвоздушных флаконах, и подвергла их бомбардировке гамма-лучами, разновидностью высокоэнергетического света, в различных дозах. Поскольку в океанах может быть микроскопическая жизнь, они также проверили выживаемость аминокислот в мертвых бактериях во льду. Наконец, они протестировали образцы аминокислот во льду, смешанном с силикатной пылью, чтобы рассмотреть возможность смешивания материала из метеоритов или из недр с поверхностным льдом.
Эксперименты предоставили ключевые данные для определения скоростей распада аминокислот, называемых константами радиолиза. С их помощью команда использовала возраст поверхности льда и радиационную обстановку на Европе и Энцеладе, чтобы рассчитать глубину бурения и места, где 10% аминокислот переживут радиолитическое разрушение.
Хотя эксперименты по проверке выживаемости аминокислот во льду проводились и раньше, в этом эксперименте впервые используются более низкие дозы радиации, которые не разрушают аминокислоты полностью, поскольку простого изменения или разложения их достаточно, чтобы невозможно было определить, являются ли они потенциальными признаками жизни. Это также первый эксперимент с использованием условий Европы / Энцелада для оценки выживаемости этих соединений в микроорганизмах и первый эксперимент по проверке выживаемости аминокислот, смешанных с пылью.
Команда обнаружила, что аминокислоты разлагаются быстрее при смешивании с пылью, но медленнее при поступлении из микроорганизмов.
"Медленные темпы разрушения аминокислот в биологических образцах в условиях поверхности Европы и Энцелада, подобных поверхностным условиям Энцелада, подтверждают необходимость будущих измерений по обнаружению жизни с помощью посадочных аппаратов на Европе и Энцеладе", - сказал Павлов. "Наши результаты показывают, что скорость разложения потенциальных органических биомолекул в богатых кремнеземом регионах как на Европе, так и на Энцеладе выше, чем в чистом льду, и, следовательно, возможные будущие миссии на Европу и Энцелад должны проявлять осторожность при отборе проб в местах, богатых кремнеземом, на обеих ледяных лунах".
Потенциальное объяснение того, почему аминокислоты дольше сохраняются в бактериях, связано с тем, как ионизирующее излучение изменяет молекулы — напрямую, разрушая их химические связи, или косвенно, создавая поблизости реакционноспособные соединения, которые затем изменяют или расщепляют интересующую молекулу. Возможно, бактериальный клеточный материал защищал аминокислоты от реакционноспособных соединений, образующихся под действием радиации.
Источник: НАСА
На изображении:
Этот вид на ледяной спутник Юпитера Европу был сделан JunoCam, камерой для привлечения общественности на борту космического корабля НАСА "Юнона", во время близкого пролета миссии 29 сентября 2022 года. Снимок является составной частью второго, третьего и четвертого снимков JunoCam, сделанных во время облета, как видно с точки зрения четвертого изображения. Север слева. Изображения имеют разрешение чуть более 0,5-2,5 миль на пиксель (1-4 километра на пиксель). Как и в случае с нашей Луной и Землей, одна сторона Европы всегда обращена к Юпитеру, и это сторона Европы, видимая здесь. Поверхность Европы пересечена изломами, гребнями и полосами, которые стерли рельеф старше примерно 90 миллионов лет. Ученый-гражданин Кевин М. Гилл обработал изображения, чтобы улучшить цвет и контраст.
Предоставлено: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS, Кевин М. Гилл CC BY 3.0
Дополнительные материалы
