|
Признаки жизни вблизи поверхностей Энцелада и Европы
|
|
|
|
Европа, спутник Юпитера, и Энцелад, спутник Сатурна, имеют признаки наличия океанов под их ледяными корками. Эксперимент НАСА предполагает, что если в этих океанах существует жизнь, то признаки этой жизни в виде органических молекул (например, аминокислот, нуклеиновых кислот и т.д.) могут сохраняться непосредственно под поверхностью льда, несмотря на сильную радиацию в этих мирах. Если роботизированные спускаемые аппараты будут отправлены на эти спутники в поисках признаков жизни, им не придется копать очень глубоко, чтобы найти аминокислоты, которые пережили изменение или разрушение под воздействием радиации.
|
|
|
|
"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 районе, 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 отбор проб из недр — эти молекулы выдержат радиолиз (разрушение под действием излучения) в любом месте на поверхности Энцелада, расположенном менее чем в десятой доле дюйма (менее чем в нескольких миллиметрах) от поверхности", - продолжил Павлов.
|
|
|
|
Работа опубликована в журнале Astrobiology.
|
|
|
Холодные поверхности этих почти безвоздушных спутников, вероятно, непригодны для жизни из-за излучения как высокоскоростных частиц, захваченных магнитными полями планеты-хозяина, так и мощных явлений в глубоком космосе, таких как взрывающиеся звезды. Однако под их ледяной поверхностью есть океаны, которые нагреваются приливами под действием гравитационного притяжения планеты-хозяина и соседних лун. Эти подземные океаны могли бы служить убежищем для жизни, если бы в них были другие необходимые элементы, такие как источник энергии, а также элементы и соединения, используемые в биологических молекулах.
|
|
|
|
Исследовательская группа использовала аминокислоты в экспериментах по радиолизу как возможные представители биомолекул на ледяных лунах. Аминокислоты могут быть созданы как живыми существами, так и небиологическими химическими средствами. Однако обнаружение определенных видов аминокислот на Европе или Энцеладе было бы потенциальным признаком жизни, поскольку они используются земной жизнью в качестве компонента для создания 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 движения ледяной корки.
|
|
|
|
Чтобы оценить выживаемость аминокислот в этих мирах, команда ученых смешала образцы аминокислот со льдом, охлажденным примерно до температуры минус 321 градуса по Фаренгейту (-196 градусов по Цельсию), в герметичных флаконах без доступа воздуха и облучила их гамма-лучами, разновидностью высокоэнергетического света, в различных дозах. Поскольку в океанах может обитать 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.
|
|
|
|
Эти эксперименты позволили получить важнейшие данные для определения скоростей расщепления 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 могли бы пережить радиолитическое разрушение.
|
|
|
|
Хотя эксперименты по проверке выживаемости аминокислот во льду проводились и раньше, это первый случай, когда используются более низкие дозы облучения, которые не разрушают аминокислоты полностью, поскольку простого их изменения или деградации 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 первая проверка выживаемости аминокислот, смешанных с пылью.
|
|
|
|
Команда ученых обнаружила, что аминокислоты разлагаются быстрее при смешивании с пылью, но медленнее при выделении из микроорганизмов.
|
|
|
|
"Медленные темпы разрушения аминокислот в биологических образцах в условиях, подобных условиям на поверхности Европы и Энцелада, подтверждают необходимость проведения будущих измерений для обнаружения жизни с помощью посадочных модулей "Европа" и "Энцелад", - сказал Павлов. "Наши результаты показывают, что скорость потенциальной деградации органических биомолекул в богатых кремнеземом областях как на Европе, так и на Энцеладе выше, чем в чистом льду, и, следовательно, возможные будущие миссии на Европу и Энцелад должны быть осторожны при отборе проб в местах, богатых кремнеземом, на обоих ледяных спутниках".
|
|
|
|
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 разрушают интересующую молекулу. Вполне возможно, что клеточный материал бактерий защищал аминокислоты от активных соединений, образующихся в результате облучения.
|
|
|
|
Источник
|
