ניסוי נאס"א חושף: סימני חיים יכולים לשרוד ליד משטחים של אנקלדוס ואירופה

נאס"א חוקרים מצאו את זה חומצות אמינואינדיקטורים פוטנציאליים לחיים, יכולים לשרוד ליד פני השטח של אירופה ואנקלדוס, ירחים של צדק ו שַׁבְתַאִי בהתאמה.

ניסויים מצביעים על כך שהמולקולות האורגניות הללו יכולות לעמוד בפני קרינה ממש מתחת לקרח, מה שהופך אותן לנגישות לנחתות רובוטיות עתידיות ללא קידוח עמוק.

חקר פוטנציאל החיים על ירחים קפואים

לאירופה, ירח של צדק, ולאנקלדוס, ירח של שבתאי, יש עדויות לאוקינוסים מתחת לקרום הקרח שלהם. ניסוי של נאס"א מציע שאם האוקיינוסים הללו יתמכו בחיים, חתימות של חיים אלה בצורה של מולקולות אורגניות (למשל חומצות אמינו, חומצות גרעין וכו') יוכלו לשרוד ממש מתחת לפני הקרח למרות הקרינה הקשה על העולמות הללו. אם נחיתות רובוטיות יישלחו לירחים האלה כדי לחפש סימני חיים, הם לא יצטרכו לחפור עמוק מאוד כדי למצוא חומצות אמינו ששרדו כשהן השתנו או הושמדו על ידי קרינה.

"בהתבסס על הניסויים שלנו, עומק הדגימה ה'בטוח' של חומצות אמינו באירופה הוא כמעט 8 אינץ' (בסביבות 20 ס"מ) בקווי הרוחב הגבוהים של חצי הכדור העוקב (חצי הכדור המנוגד לכיוון התנועה של אירופה סביב צדק) באזור שבו פני השטח לא הופרעו הרבה מפגיעות מטאוריטים", אמר אלכסנדר פבלוב ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, המחבר הראשי של מאמר על המחקר שפורסם ב-18 ביולי בכתב העת אסטרוביולוגיה. "דגימה תת-קרקעית אינה נדרשת לזיהוי חומצות אמינו על אנצלדוס – מולקולות אלו ישרדו רדיוליזה (פירוק על ידי קרינה) בכל מקום על פני ה-Enceladus פחות מעשירית אינץ' (מתחת לכמה מילימטרים) מפני השטח."

המשטחים הקפואים של ירחים כמעט חסרי אוויר אלה אינם ניתנים למגורים, הן בשל קרינה מחלקיקים מהירים שנלכדו בשדות המגנטיים של כוכב הלכת המארח שלהם והן מאירועים רבי עוצמה בחלל העמוק, כמו כוכבים מתפוצצים. עם זאת, לשניהם יש אוקיינוסים מתחת לפני השטח הקפואים שמתחממים על ידי גאות ושפל מכוח הכבידה של כוכב הלכת המארח וירחים שכנים. האוקיינוסים התת-קרקעיים הללו יכולים להכיל חיים אם יש להם צרכים אחרים, כגון אספקת אנרגיה וכן יסודות ותרכובות המשמשות במולקולות ביולוגיות.

גישות וממצאים ניסויים

צוות המחקר השתמש בחומצות אמינו בניסויי רדיוליזה כנציגים אפשריים של ביו-מולקולות על ירחים קפואים. חומצות אמינו יכולות להיווצר על ידי חיים או על ידי כימיה לא ביולוגית. עם זאת, מציאת סוגים מסוימים של חומצות אמינו על אירופה או אנקלדוס תהיה סימן חיים פוטנציאלי מכיוון שהן משמשות את החיים הארציים כמרכיב לבניית חלבונים. חלבונים חיוניים לחיים מכיוון שהם משמשים לייצור אנזימים המזרזים או מווסתים תגובות כימיות וליצירת מבנים. חומצות אמינו ותרכובות אחרות מהאוקיינוסים התת-קרקעיים יכולים להיות מובאים אל פני השטח על ידי פעילות גייזרים או תנועה איטית של קרום הקרח.

כדי להעריך את ההישרדות של חומצות אמינו בעולמות אלה, הצוות ערבב דגימות של חומצות אמינו עם קרח מקורר עד למינוס 321 בערך. פרנהייט (-196 צֶלסִיוּס) בבקבוקונים אטומים וחסרי אוויר והפציץ אותם בקרני גמא, סוג של אור עתיר אנרגיה, במינונים שונים. מכיוון שהאוקיינוסים עשויים לארח חיים מיקרוסקופיים, הם גם בדקו את ההישרדות של חומצות אמינו בחיידקים מתים בקרח. לבסוף, הם בדקו דגימות של חומצות אמינו בקרח מעורבב באבק סיליקט כדי לשקול את הפוטנציאל של ערבוב חומר ממטאוריטים או מהפנים עם קרח פני השטח.

השלכות על משימות חלל עתידיות

הניסויים סיפקו נתונים מרכזיים כדי לקבוע את הקצב שבו חומצות אמינו מתפרקות, הנקראים קבועי רדיוליזה. בעזרת אלה, הצוות השתמש בעידן של פני הקרח ובסביבת הקרינה באירופה ובאנצלדוס כדי לחשב את עומק הקידוח ואת המיקומים שבהם 10 אחוז מחומצות האמינו ישרדו הרס רדיוליטי.

למרות שניסויים לבדיקת הישרדות חומצות אמינו בקרח נעשו בעבר, זהו הראשון להשתמש במינוני קרינה נמוכים יותר שאינם מפרקים לחלוטין את חומצות האמינו, שכן די בשינוי או השפלה כדי שלא ניתן לקבוע אם הם סימני חיים פוטנציאליים. זהו גם הניסוי הראשון המשתמש בתנאי אירופה/אנצלדוס כדי להעריך את הישרדותן של תרכובות אלו במיקרואורגניזמים והראשון שבודק את הישרדותן של חומצות אמינו מעורבות באבק.

הצוות מצא כי חומצות אמינו התפרקו מהר יותר כשהן מעורבות באבק אך לאט יותר כשהן מגיעות ממיקרואורגניזמים.

"שיעורים איטיים של אמינו חוּמצָה הרס בדגימות ביולוגיות בתנאי שטח דמויי אירופה ו-Enceladus מחזק את המקרה למדידות עתידיות לזיהוי חיים על ידי משימות נחתת אירופה ו-Enceladus", אמר פבלוב. "התוצאות שלנו מצביעות על כך ששיעורי הפירוק של ביו-מולקולות אורגניות פוטנציאליות באזורים עשירים בסיליקה באירופה ובאנצלדוס גבוהים יותר מאשר בקרח טהור, ולפיכך, משימות עתידיות אפשריות לאירופה ואנקלדוס צריכות להיות זהירות בדגימת מיקומים עשירים בסיליקה על שני ירחים קפואים."

הסבר פוטנציאלי מדוע חומצות אמינו שרדו זמן רב יותר בחיידקים כרוך בדרכים שבהן קרינה מייננת משנה מולקולות – ישירות על ידי שבירת הקשרים הכימיים שלהן או בעקיפין על ידי יצירת תרכובות תגובתיות בקרבת מקום אשר לאחר מכן משנות או מפרקות את המולקולה המעניינות. יתכן שחומר תאי חיידקי הגן על חומצות אמינו מפני התרכובות התגובתיות שנוצרו על ידי הקרינה.

המחקר נתמך על ידי נאס"א תחת פרס מספר 80GSFC21M0002, תוכנית המימון הפנימית של חטיבת המדע הפלנטרי של נאס"א באמצעות חבילת העבודה הבסיסית של מחקר מעבדה בגודארד, והפרס של נאס"א אסטרוביולוגיה NfoLD 80NSSC18K1140.