Obrazový kredit: NASA
Christopher Chyba je hlavním řešitelem vedoucího týmu institutu SETI astrobiologického institutu NASA (NAI). Chyba dříve vedla Centrum institutu SETI pro studium života ve vesmíru. Jeho tým NAI se věnuje celé řadě výzkumných aktivit a věnuje se jak začátkům života na Zemi, tak možnosti života na jiných světech. Několik výzkumných projektů jeho týmu prozkoumá potenciál života - a to, jak by se dalo detekovat - na Jupiterově měsíci Evropa. Ředitel časopisu Astrobiology Magazine Henry Bortman o této práci nedávno hovořil s Chyba.
Astrobiologický časopis: Jednou z oblastí vašeho osobního výzkumu byla možnost života na Jupiterově měsíci Evropa. Několik projektů financovaných z vašeho grantu NAI se zabývá tímto světem pokrytým ledem.
Christopher Chyba: Že jo. Zajímají nás interakce života a planetární evoluce. Z tohoto hlediska jsou nejzajímavější tři světy: Země, Mars a Evropa. A máme několik projektů, které se týkají Evropy. Cynthia Phillips je vedoucím jednoho z těchto projektů; můj grad student zde na Stanfordu, Kevin Hand, vede další; a Max Bernstein, který je SETI Institute P.I., je lídrem na třetím místě.
Cynthiové projekty mají dvě složky. Jeden, o kterém si myslím, že je opravdu vzrušující, je to, čemu říká „změna srovnání“. To sahá až do jejích dnů, kdy byla postgraduální spolupracovnicí v zobrazovacím týmu Galileo, kde provedla srovnání, aby hledala povrchové změny na jiném z Jupiterových měsíců, Io, a její srovnání bylo možné rozšířit o starší Voyagerovy snímky Io.
Máme Galileo snímky Io, pořízené na konci 90. let, a máme Voyagerovy snímky Io, pořízené v roce 1979. Mezi těmito dvěma jsou tedy dvě desetiletí. Pokud můžete věrně porovnat obrázky, můžete se dozvědět, co se mezitím změnilo, a získat tak představu o tom, jak geologicky aktivní je svět. Cynthia provedla toto srovnání pro Io a poté pro mnohem jemnější rysy Evropy.
To může znít jako triviální úkol. A opravdu hrubé rysy předpokládám. Stačí se jen podívat na obrázky a zjistit, jestli se něco změnilo. Ale protože kamera Voyager byla tak odlišná, protože její snímky byly pořízeny v různých světelných úhlech než snímky Galileo, protože spektrální filtry byly různé, existují různé druhy věcí, které, jakmile se dostanete za největší rozsah zkoumání, tolik složitější, než to zní. Cynthia pořizuje staré obrázky Voyageru a pokud budete chtít, transformuje je co nejpřesněji na obrázky typu Galileo. Pak překryje obrázky, abych tak řekl, a provede počítač, aby zkontrolovala geologické změny.
Když to udělala s Evropou jako součást svého Ph.D. práce, zjistila, že za těch 20 let, kdy máme obrázky z obou kosmických lodí, nedošlo k žádným pozorovatelným změnám. Alespoň ne v rozlišení kosmické lodi Voyager - jste zaseknutí s nejnižším rozlišením, řekněme asi dva kilometry na pixel.
Během trvání mise Galileo máte maximálně pět a půl roku. Myšlenka Cynthie spočívá v tom, že je pravděpodobnější, že zjistíte změny v menších funkcích, ve srovnání Galileo-Galileo, při mnohem vyšším rozlišení, jaké vám Galileo dává, než byste pracovali s obrázky, které byly pořízeny po 20 letech, ale které vyžadují abyste pracovali na dvou kilometrech na pixel. Takže udělá srovnání Galileo-Galileo.
Důvodem, který je z astrobiologického hlediska zajímavý, je to, že jakékoli známky geologické činnosti v Evropě by nám mohly poskytnout vodítka o tom, jak oceán a povrch vzájemně reagují. Druhou součástí projektu Cynthia je lépe porozumět sadě procesů zahrnutých v těchto interakcích a jaké mohou být jejich astrobiologické důsledky.
DOPOLEDNE: Vy a Kevin Hand spolupracujete na studiu některých chemických interakcí, o kterých se předpokládá, že se odehrávají v Evropě. Na co se konkrétně podíváte?
Práce s Kevinem dělám řadu složek. Jedna složka pramení z papíru, který jsme měli s Kevinem v Science v roce 2001 a který se týká současné výroby dárců elektronů a přijímačů elektronů. Život, jak jej známe, pokud nevyužívá sluneční světlo, dělá jeho život spojením dárců a přijímačů elektronů a odebíráním osvobozené energie.
Například my lidé, stejně jako jiná zvířata, kombinujeme dárce elektronů, kterým je snížený uhlík, s kyslíkem, který je naším elektronovým akceptorem. Mikroby mohou v závislosti na mikrobu použít jeden nebo několik z mnoha různých párů dárců elektronů a přijímačů elektronů. Kevin a já jsme hledali abiotické způsoby, jak by tyto párování mohlo být vytvořeno v Evropě, s využitím toho, co nyní v Evropě chápeme. Mnoho z nich se vyrábí působením záření. Budeme v této práci pokračovat v mnohem podrobnějších simulacích.
Také se podíváme na potenciál přežití biomarkerů na evropském povrchu. To znamená, že pokud se snažíte hledat biomarkery z oběžné dráhy, aniž byste se dostali na povrch a kopali, jaké molekuly byste hledali a jaké jsou vaše vyhlídky na jejich skutečné vidění, vzhledem k tomu, že existuje intenzivní radiační prostředí na povrchu, které by je mělo pomalu degradovat? Možná to nebude ani tak pomalé. To je část toho, čemu chceme porozumět. Jak dlouho můžete očekávat, že na povrchu přežijí určité biomarkery, které by odhalily biologii? Je to tak krátké, že při pohledu z oběžné dráhy nedává vůbec žádný smysl, nebo je to dost dlouhé, aby to mohlo být užitečné?
To musí být mimochodem založeno na porozumění obratu neboli tzv. „Rázové zahrádkářství“ na povrchu, což je mimochodem další součástí mé práce s Cynthia Phillips. Kevin se k tomu dostane tím, že se podívá na pozemské analogy.
DOPOLEDNE: Jak zjistíte, které biomarkery studovat?
CC: Existují určité chemické sloučeniny, které se běžně používají jako biomarkery ve skalách, které se v pozemské minulosti vracejí o miliardy let dříve. Například Hopanes jsou v případě sinic považovány za biomarkery. Tyto biomarkery odolávaly jakémukoli pozadí záření, které bylo v těchto horninách přítomno v důsledku rozkladu zabudovaného uranu, draslíku atd. Po více než dvě miliardy let. To nám dává určitý empirický základ pro přežití určitých druhů biomarkerů. Chceme pochopit, jak to ve srovnání s radiačním a oxidačním prostředím na povrchu Evropy, které bude mnohem tvrdší.
Kevin i Max Bernstein se po této otázce dostanou laboratorními simulacemi. Max bude ozařovat biomarkery obsahující dusík při velmi nízkých teplotách ve svém laboratorním přístroji, snaží se pochopit přežití biomarkerů a to, jak je mění záření.
DOPOLEDNE: Protože i kdyby biomarkery nepřežily ve své původní podobě, mohly by se transformovat do jiné formy, kterou by mohla kosmická loď detekovat?
CC: To je případ. Nebo by se mohli přeměnit v něco, co je nerozeznatelné od meteoritického pozadí. Jde o to udělat experiment a zjistit to. A získat dobrý přehled o časové stupnici.
To bude důležité také z jiného důvodu. Druh pozemského srovnání, který jsem právě zmínil, i když si myslím, že je to něco, co bychom měli vědět, má potenciálně limity, protože každá organická molekula na povrchu Evropy je ve vysoce oxidačním prostředí, kde se kyslík produkuje zářením reagujícím s ledem. Povrch Evropy je pravděpodobně více oxidující, než by organické molekuly zažívaly uvězněné ve skále na Zemi. Protože Max bude provádět tyto radiační experimenty v ledu, bude nám schopen poskytnout dobrou simulaci povrchového prostředí na Evropě.
Původní zdroj: Astrobiology Magazine
