Credito d'immagine: NASA
Christopher Chyba è il principale investigatore per il gruppo guida del SETI Institute del NASA Astrobiology Institute (NAI). Chyba in precedenza era a capo del Centro per lo studio della vita nell'universo SETI Institute. Il suo team NAI sta portando avanti una vasta gamma di attività di ricerca, guardando sia agli inizi della vita sulla Terra che alla possibilità di vita su altri mondi. Diversi progetti di ricerca del suo team esamineranno il potenziale per la vita - e come si potrebbe fare per rilevarlo - sulla luna Europa di Giove. Il direttore generale della Astrobiology Magazine Henry Bortman ha recentemente parlato con Chyba di questo lavoro.
Rivista di astrobiologia: Una delle aree di interesse della tua ricerca personale è stata la possibilità di vita sulla luna Europa di Giove. Molti dei progetti finanziati dalla tua sovvenzione NAI riguardano questo mondo coperto di ghiaccio.
Christopher Chyba: Giusto. Siamo interessati alle interazioni della vita e all'evoluzione planetaria. Ci sono tre mondi che sono più interessanti da quel punto di vista: Terra, Marte ed Europa. E abbiamo una manciata di progetti in corso che sono rilevanti per Europa. Cynthia Phillips è il capo di uno di quei progetti; il mio studente di laurea qui a Stanford, Kevin Hand, ne dirige un altro; e Max Bernstein, che è un SETI Institute P.I., è il leader del terzo.
Ci sono due componenti nei progetti di Cynthia. Uno che penso sia davvero eccitante è quello che lei chiama "confronto del cambiamento". Ciò risale ai suoi giorni in cui era un laureato associato nel team di imaging di Galileo, dove faceva confronti per cercare cambiamenti di superficie su un'altra delle lune di Giove, Io, ed era in grado di estendere i suoi confronti per includere le immagini Voyager più vecchie di Io.
Abbiamo immagini Galileo di Io, prese alla fine degli anni '90, e abbiamo immagini Voyager di Io, prese nel 1979. Quindi ci sono due decenni tra i due. Se riesci a fare un confronto fedele delle immagini, puoi scoprire cosa è cambiato nel frattempo, avere un'idea di quanto il mondo sia geologicamente attivo. Cynthia ha fatto questo confronto per Io, poi l'ha fatto per le caratteristiche molto più sottili di Europa.
Potrebbe sembrare un compito banale. E per caratteristiche davvero grossolane suppongo che lo sia. Basta guardare le immagini e vedere se qualcosa è cambiato. Ma poiché la fotocamera Voyager era così diversa, poiché le sue immagini erano state scattate con angoli di illuminazione diversi rispetto alle immagini di Galileo, poiché i filtri spettrali erano diversi, ci sono tutti i tipi di cose che, una volta che si supera la più ampia scala di esame, fanno così tanto più difficile di quanto sembri. Cynthia prende le vecchie immagini di Voyager e, se vuoi, le trasforma il più vicino possibile in immagini di tipo Galileo. Quindi sovrappone le immagini, per così dire, e fa un computer per verificare eventuali cambiamenti geologici.
Quando lo ha fatto con Europa come parte del suo dottorato di ricerca. tesi, ha scoperto che non ci sono stati cambiamenti osservabili in 20 anni in quelle parti di Europa per le quali abbiamo immagini da entrambi i veicoli spaziali. Almeno non alla risoluzione del veicolo spaziale Voyager: sei bloccato con la risoluzione più bassa, diciamo circa due chilometri per pixel.
Per tutta la durata della missione Galileo, hai al massimo cinque anni e mezzo. L'idea di Cynthia è che è più probabile che tu rilevi un cambiamento nelle caratteristiche più piccole, in un confronto Galileo-Galileo, alla risoluzione molto più alta che Galileo ti dà, di quanto tu stessi lavorando con immagini che sono state prese a distanza di 20 anni ma che richiedono lavorare a due chilometri per pixel. Quindi farà il confronto da Galileo a Galileo.
La ragione per cui questo è interessante dal punto di vista astrobiologico è che qualsiasi segno di attività geologica su Europa potrebbe darci alcuni indizi su come l'oceano e la superficie interagiscono. L'altra componente del progetto di Cynthia è comprendere meglio la serie di processi coinvolti in tali interazioni e quali potrebbero essere le loro implicazioni astrobiologiche.
AM: Tu e Kevin Hand state lavorando insieme per studiare alcune delle interazioni chimiche che si ritiene abbiano luogo su Europa. Cosa guarderai in particolare?
Ci sono una serie di componenti del lavoro che sto facendo con Kevin. Un componente deriva da un articolo che Kevin e io abbiamo avuto su Science nel 2001, che ha a che fare con la produzione simultanea di donatori di elettroni e di accettatori di elettroni. La vita come la conosciamo, se non usa la luce solare, si guadagna da vivere combinando donatori e accettori di elettroni e raccogliendo l'energia liberata.
Ad esempio, noi umani, come altri animali, combiniamo il nostro donatore di elettroni, che è carbonio ridotto, con l'ossigeno, che è il nostro accettore di elettroni. I microbi, a seconda del microbo, possono usare uno o più di molti possibili accoppiamenti diversi di donatori di elettroni e di accettatori di elettroni. Kevin ed io stavamo trovando modi abiotici per produrre questi accoppiamenti su Europa, usando ciò che capiamo su Europa ora. Molti di questi sono prodotti attraverso l'azione delle radiazioni. Continueremo a lavorare in simulazioni molto più dettagliate.
Analizzeremo anche il potenziale di sopravvivenza dei biomarcatori sulla superficie di Europa. Vale a dire, se stai cercando di cercare biomarcatori da un orbiter, senza scendere in superficie e scavare, che tipo di molecole vorresti cercare e quali sono le tue prospettive per vederle effettivamente, dato che c'è un intenso ambiente di radiazione in superficie che dovrebbe degradarli lentamente? Forse non sarà nemmeno così lento. Fa parte di ciò che vogliamo capire. Per quanto tempo puoi aspettarti che alcuni biomarcatori che sarebbero rivelatori sulla biologia sopravvivano in superficie? È così breve che guardare dall'orbita non ha alcun senso o è abbastanza lungo da poter essere utile?
Questo deve essere piegato alla comprensione del turnover, o al cosiddetto "giardinaggio d'impatto" in superficie, che è un altro componente del mio lavoro con Cynthia Phillips ". Kevin ci riuscirà guardando analoghi terrestri.
AM: Come si determina quali biomarcatori studiare?
CC: Esistono alcuni composti chimici comunemente usati come biomarcatori nelle rocce che risalgono a miliardi di anni fa nel passato terrestre. Gli hopani, ad esempio, sono visti come biomarcatori nel caso dei cianobatteri. Questi biomarcatori hanno resistito a qualsiasi radiazione di fondo fosse presente in quelle rocce dal decadimento dell'uranio incorporato, del potassio e così via, per oltre due miliardi di anni. Questo ci dà una sorta di base empirica per la sopravvivenza di alcuni tipi di biomarcatori. Vogliamo capire come ciò si confronta con le radiazioni e l'ossidazione dell'ambiente sulla superficie di Europa, che sarà molto più dura.
Sia Kevin che Max Bernstein riusciranno a rispondere a questa domanda facendo simulazioni di laboratorio. Max sta per irradiare biomarcatori contenenti azoto a temperature molto basse nel suo apparato di laboratorio, cercando di capire la sopravvivenza dei biomarcatori e come le radiazioni li cambiano.
AM: Perché anche se i biomarcatori non sopravvivono nella loro forma originale potrebbero trasformarsi in un'altra forma che un veicolo spaziale potrebbe rilevare?
CC: Questo è potenzialmente il caso. Oppure potrebbero convertirsi in qualcosa di indistinguibile dallo sfondo meteoritico. Il punto è fare l'esperimento e scoprirlo. E per avere un buon senso della scala temporale.
Sarà importante anche per un altro motivo. Il tipo di confronto terrestre che ho appena citato, mentre penso che sia qualcosa che dovremmo sapere, potenzialmente ha dei limiti perché qualsiasi molecola organica sulla superficie di Europa è in un ambiente altamente ossidante, dove l'ossigeno viene prodotto dalla radiazione che reagisce con il ghiaccio. La superficie di Europa è probabilmente più ossidante di quanto le molecole organiche dell'ambiente sperimenterebbero intrappolate in una roccia sulla Terra. Dal momento che Max eseguirà questi esperimenti di radiazione sul ghiaccio, sarà in grado di darci una buona simulazione dell'ambiente di superficie su Europa.
Fonte originale: Astrobiology Magazine
