Kujutise krediit: NASA
Christopher Chyba on NASA Astrobioloogia Instituudi (NAI) SETI Instituudi juhtrühma juhtiv uurija. Chyba juhtis varem SETI instituudi universumi elu uurimise keskust. Tema NAI meeskond tegeleb paljude teadusuuringutega, käsitledes nii elu algust Maal kui ka elu võimalust teistes maailmades. Mitmed tema meeskonna uurimisprojektid uurivad elu potentsiaali - ja kuidas seda avastada - Jupiteri kuulil Euroopas. Ajakirja Astrobiology tegevtoimetaja Henry Bortman rääkis hiljuti Chybaga sellest tööst.
Ajakiri Astrobiology: Üks teie isiklike uuringute fookusvaldkondi on olnud elu võimalus Jupiteri kuulil Europa. Mitmed teie NAI rahastatud projektid käsitlevad seda jääga kaetud maailma.
Christopher Chyba: Õige. Meid huvitavad elu ja planeetide evolutsiooni vastastikmõjud. Sellest vaatenurgast on kõige huvitavam kolm maailma: Maa, Marss ja Europa. Ja meil on käimas käputäis projekte, mis on Europa jaoks asjakohased. Cynthia Phillips on ühe sellise projekti juht; minu kooliõpilane, Stanford, Kevin Hand, juhib teist; kolmandal kohal on Max Bernstein, kes on SETI Institute P.I.
Cynthia projektidel on kaks komponenti. Üks, mis on minu arvates tõesti põnev, on see, mida ta nimetab “muutuste võrdluseks”. See ulatub tagasi aegadesse, mil ta oli lõpetanud kaastöötaja Galileo pildindusmeeskonnas, kus ta tegi võrdlusi, et otsida Jupiteri kuude Io pinnamuutusi, ja suutis laiendada oma võrdlusi, et hõlmata Voyageri vanemaid pilte Io-st.
Meil on Galileo Io-pilte, mis on tehtud 1990ndate lõpus, ja meil on Voyager, Io-pilte, mis on tehtud aastal 1979. Nii et nende kahe vahel on kaks aastakümmet. Kui saate pilte tõepäraselt võrrelda, saate teada, mis vahepeal muutunud on, saada aimu, kui geoloogiliselt aktiivne maailm on. Cynthia tegi selle võrdluse Io jaoks, seejärel tegi seda Europa palju peenemate omaduste jaoks.
See võib tunduda tühine ülesanne. Ja tõeliselt jämedate omaduste osas ma arvan, et see on nii. Vaadake lihtsalt pilte ja näete, kas midagi on muutunud. Kuna aga Voyageri kaamera oli nii erinev, kuna selle pilte tehti erineva valgustuse nurga all kui Galileo pilte, kuna spektrifiltrid olid erinevad, on igasuguseid asju, mis pärast suurema uurimisskaala ületamist teevad selle palju keerulisem kui see kõlab. Cynthia võtab vanad Voyageri pildid ja kui soovite, teisendab need nii tihedalt kui võimalik Galileo-tüüpi piltideks. Siis ta katab kujutised, niiöelda, üle ja kontrollib arvutiga geoloogilisi muutusi.
Kui ta tegi seda doktorikraadi osana Europaga lõputöös leidis ta, et 20 aasta jooksul ei ole täheldatud muutusi nendes Europa osades, kus meil on pilte mõlemast kosmoselaevast. Vähemalt mitte kosmoselaeva Voyager eraldusvõime juures - olete väikseima eraldusvõimega, näiteks umbes kaks kilomeetrit piksli kohta.
Galileo missiooni kestel on teil parimal juhul viis ja pool aastat. Cynthia idee on see, et Galileo-Galileo võrdluses märkate suurema muutuse väiksemates funktsioonides palju suurema eraldusvõimega, mille Galileo teile annab, kui te töötasite piltidega, mis tehti 20-aastase vahega, kuid mille jaoks on vaja peate töötama kahel kilomeetril piksli kohta. Nii et ta teeb Galileo-Galileo võrdluse.
Astrobioloogilisest vaatepunktist on see huvitav see, et kõik geoloogilise tegevuse märgid Euroopas võivad anda meile vihjeid ookeani ja pinna koostoime kohta. Cynthia projekti teine komponent on mõista paremini interaktsioonide protsesside komplekti ja nende astrobioloogilisi tagajärgi.
OLEN: Teie ja Kevin Hand teete koostööd, et uurida mõnda keemilist vastastikmõju, mis arvatavasti toimub Euroopas. Mida konkreetselt vaatad?
Töös, mida ma Keviniga teen, on mitmeid komponente. Üks komponent pärineb paberist, mis Kevinil ja minul 2001. aastal Science'is oli, mis on seotud elektronide doonorite ja elektronide aktseptorite samaaegse tootmisega. Elu sellisena, nagu me seda teame, kui see ei kasuta päikesevalgust, teenib ta oma elu, ühendades elektronidoonorid ja aktseptorid ning kogudes vabanenud energiat.
Näiteks ühendavad meie inimesed, nagu ka teised loomad, oma elektronide doonori, mis on vähendatud süsiniku, hapnikuga, mis on meie elektronide aktseptor. Mikroobid võivad sõltuvalt mikroobist kasutada ühte või mitut võimalikku erinevat elektronide doonori ja elektronide aktseptori paari. Kevin ja mina leidsime abiootilisi viise, kuidas neid sidumisi saaks luua Euroopas, kasutades seda, mida me nüüd Euroopast mõistame. Paljud neist on toodetud kiirguse toimel. Jätkame seda tööd palju detailsemas simulatsioonis.
Uurime ka biomarkerite ellujäämisvõimalusi Euroopa pinnal. See tähendab, et kui proovite orbiidilt biomarkereid otsida, ilma pinnale langemata ja kaevamata, siis milliseid molekule te otsiksite ja millised on teie väljavaated neid reaalselt näha, arvestades, et seal on intensiivne kiirguskeskkond pinnal, mis peaks neid aeglaselt lagunema? Võib-olla pole see isegi nii aeglane. See on osa sellest, mida me tahame mõista. Kui kaua võib oodata, et teatud bioloogilised markerid, mis võiksid bioloogia kohta paljastada, püsiksid pinnal? Kas see on nii lühike, et orbiidilt vaatamisel pole üldse mingit mõtet või on see piisavalt pikk, et sellest võiks kasu olla?
See tuleb kokku võtta käibe mõistmiseks ehk nn mõjuaianduseks pinnal, mis on muide ka minu töö Cynthia Phillipsiga. Kevin saab sellega hakkama, kui vaadata maapealseid analooge.
OLEN: Kuidas teha kindlaks, milliseid biomarkereid uurida?
CC: On teatud keemilisi ühendeid, mida tavaliselt kasutatakse biomarkeritena kivimites, mille maapealne minevik ulatub miljardeid aastaid tagasi. Tsüanobakterite puhul käsitletakse näiteks biofarmeeridena hopaane. Need biomarkerid talusid mis tahes taustkiirgust, mis sisaldas neis kivimites sisseehitatud uraani, kaaliumi jms lagunemisest enam kui kaks miljardit aastat. See annab meile teatud tüüpi biomarkerite ellujäämise empiirilise lähtepunkti. Tahame mõista, kuidas seda võrrelda kiirgus- ja oksüdatsioonikeskkonnaga Europa pinnal, mis muutub palju karmimaks.
Nii Kevin kui ka Max Bernstein saavad selle küsimuse järele laboratoorseid simulatsioone tehes. Max hakkab kiiritama oma laboriseadmes lämmastikku sisaldavaid biomarkereid väga madalatel temperatuuridel, proovides mõista biomarkerite püsivust ja seda, kuidas kiirgus neid muudab.
OLEN: Sest isegi kui biomarkerid ei säiliks algsel kujul, võivad nad muutuda teiseks vormiks, mida kosmoselaev saaks tuvastada?
CC: Võimalik, et see nii on. Või võidakse nad muundada millekski, mida meteoreetiline taust eristab. Mõte on teha katse ja teada saada. Ja selleks, et saada hästi aru aja skaala kohta.
See on oluline ka muul põhjusel. Niisugusel maapealsel võrdlusel, mida just mainisin, on minu arvates siiski midagi, mida me peaksime teadma, kuid sellel on piiranguid, sest kõik Euroopa pinnal olevad orgaanilised molekulid asuvad tugevalt oksüdeeruvas keskkonnas, kus jääga reageeriv kiirgus tekitab hapnikku. Europa pind on tõenäoliselt oksüdeerivam, kui keskkond. Orgaanilised molekulid võivad Maa kivisse lõksu jääda. Kuna Max teeb neid kiirguskatseid jääs, saab ta anda meile Europa pinnakeskkonna hea simulatsiooni.
Algne allikas: ajakiri Astrobiology
