Crédito de imagen: NASA
Christopher Chyba es el investigador principal del equipo principal del Instituto SETI del Instituto de Astrobiología de la NASA (NAI). Chyba anteriormente dirigió el Centro del Instituto SETI para el Estudio de la Vida en el Universo. Su equipo de NAI está llevando a cabo una amplia gama de actividades de investigación, observando tanto los comienzos de la vida en la Tierra como la posibilidad de vida en otros mundos. Varios de los proyectos de investigación de su equipo examinarán el potencial para la vida, y cómo se podría detectarlo, en la luna Europa de Júpiter. El editor gerente de la revista Astrobiology, Henry Bortman, habló recientemente con Chyba sobre este trabajo.
Revista Astrobiología: Una de las áreas de enfoque de su investigación personal ha sido la posibilidad de vida en la luna Europa de Júpiter. Varios de los proyectos financiados por su subvención NAI tratan con este mundo cubierto de hielo.
Christopher Chyba: Derecha. Estamos interesados en las interacciones de la vida y la evolución planetaria. Hay tres mundos que son más interesantes desde ese punto de vista: la Tierra, Marte y Europa. Y tenemos un puñado de proyectos en marcha que son relevantes para Europa. Cynthia Phillips es la líder de uno de esos proyectos; mi estudiante de posgrado aquí en Stanford, Kevin Hand, dirige otro; y Max Bernstein, que es un Instituto SETI P.I., es un líder en el tercero.
Hay dos componentes para los proyectos de Cynthia. Una que creo que es realmente emocionante es lo que ella llama "comparación de cambio". Eso se remonta a sus días de ser una graduada asociada en el equipo de imágenes de Galileo, donde hizo comparaciones para buscar cambios en la superficie de otra de las lunas de Júpiter, Io, y pudo extender sus comparaciones para incluir imágenes más antiguas de Voyager de Io.
Tenemos imágenes de Galileo de Io, tomadas a fines de la década de 1990, y tenemos imágenes Voyager de Io, tomadas en 1979. Entonces, hay dos décadas entre los dos. Si puedes hacer una comparación fiel de las imágenes, entonces puedes aprender sobre lo que ha cambiado en el ínterin, tener una idea de cuán geológicamente activo es el mundo. Cynthia hizo esta comparación para Io, luego lo hizo para las características mucho más sutiles de Europa.
Eso puede sonar como una tarea trivial. Y para las características realmente asquerosas, supongo que sí. Solo mira las imágenes y ve si algo ha cambiado. Pero dado que la cámara Voyager era muy diferente, ya que sus imágenes fueron tomadas en diferentes ángulos de iluminación que las imágenes de Galileo, dado que los filtros espectrales eran diferentes, hay todo tipo de cosas que, una vez que superas la escala de examen más grande, hacen mucho más difícil de lo que parece Cynthia toma las viejas imágenes de Voyager y, si lo desea, las transforma lo más cerca posible en imágenes de tipo Galileo. Luego, superpone las imágenes, por así decirlo, y hace una verificación en la computadora para detectar cambios geológicos.
Cuando hizo esto con Europa como parte de su doctorado. En su tesis, descubrió que no hubo cambios observables en 20 años en aquellas partes de Europa para las que tenemos imágenes de ambas naves espaciales. Al menos no con la resolución de la nave espacial Voyager: estás atrapado con la resolución más baja, digamos unos dos kilómetros por píxel.
Durante la duración de la misión Galileo, tienes al menos cinco años y medio. La idea de Cynthia es que es más probable que detecte cambios en las características más pequeñas, en una comparación de Galileo a Galileo, con la resolución mucho más alta que le brinda Galileo, que si estuviera trabajando con imágenes tomadas con 20 años de diferencia pero que requieren que trabajes a dos kilómetros por píxel. Entonces ella va a hacer la comparación de Galileo a Galileo.
La razón por la que esto es interesante desde una perspectiva astrobiológica es que cualquier signo de actividad geológica en Europa podría darnos algunas pistas sobre cómo interactúan el océano y la superficie. El otro componente del proyecto de Cynthia es comprender mejor el conjunto de procesos involucrados en esas interacciones y cuáles podrían ser sus implicaciones astrobiológicas.
A.M: Usted y Kevin Hand están trabajando juntos para estudiar algunas de las interacciones químicas que se cree que tienen lugar en Europa. ¿Qué específicamente mirarás?
Hay varios componentes del trabajo que estoy haciendo con Kevin. Un componente proviene de un artículo que Kevin y yo tuvimos en Science en 2001, que tiene que ver con la producción simultánea de donantes de electrones y aceptores de electrones. La vida tal como la conocemos, si no utiliza la luz solar, se gana la vida combinando donantes y aceptores de electrones y cosechando la energía liberada.
Por ejemplo, los humanos, como otros animales, combinamos nuestro donante de electrones, que es carbono reducido, con oxígeno, que es nuestro receptor de electrones. Los microbios, dependiendo del microbio, pueden usar uno o varios, de muchos posibles pares diferentes de donantes de electrones y aceptores de electrones. Kevin y yo estábamos encontrando formas abióticas de producir estos emparejamientos en Europa, utilizando lo que ahora entendemos sobre Europa. Muchos de estos se producen a través de la acción de la radiación. Vamos a continuar ese trabajo en simulaciones mucho más detalladas.
También vamos a ver el potencial de supervivencia de los biomarcadores en la superficie de Europa. Es decir, si estás tratando de buscar biomarcadores desde un orbitador, sin llegar a la superficie y cavar, qué tipo de moléculas buscarías y cuáles son tus posibilidades de verlas realmente, dado que hay una intensa ¿Ambiente de radiación en la superficie que debería degradarlos lentamente? Tal vez ni siquiera sea tan lento. Eso es parte de lo que queremos entender. ¿Cuánto tiempo puede esperar que ciertos biomarcadores reveladores sobre la biología sobrevivan en la superficie? ¿Es tan corto que mirar desde la órbita no tiene ningún sentido, o es lo suficientemente largo como para que pueda ser útil?
Eso debe integrarse en una comprensión de la rotación, o la llamada "jardinería de impacto" en la superficie, que es otro componente de mi trabajo con Cynthia Phillips ", por cierto. Kevin llegará a eso mirando análogos terrestres.
A.M: ¿Cómo se determina qué biomarcadores estudiar?
CC: Hay ciertos compuestos químicos que se usan comúnmente como biomarcadores en rocas que se remontan a miles de millones de años en el pasado terrestre. Los hopanes, por ejemplo, son vistos como biomarcadores en el caso de las cianobacterias. Estos biomarcadores resistieron cualquier radiación de fondo presente en esas rocas debido a la descomposición del uranio incorporado, el potasio, etc., durante más de dos mil millones de años. Eso nos da una especie de línea de base empírica para la supervivencia de ciertos tipos de biomarcadores. Queremos entender cómo se compara con el entorno de radiación y oxidación en la superficie de Europa, que será mucho más duro.
Tanto Kevin como Max Bernstein van a resolver esa pregunta haciendo simulaciones de laboratorio. Max va a irradiar biomarcadores que contienen nitrógeno a temperaturas muy bajas en su aparato de laboratorio, tratando de comprender la capacidad de supervivencia de los biomarcadores y cómo la radiación los cambia.
A.M: Porque incluso si los biomarcadores no sobreviven en su forma original, ¿podrían transformarse en otra forma que una nave espacial podría detectar?
CC: Ese es potencialmente el caso. O podrían convertirse en algo que no se puede distinguir del fondo meteorítico. El punto es hacer el experimento y descubrirlo. Y para tener una buena idea de la escala de tiempo.
Eso también será importante por otra razón. El tipo de comparación terrestre que acabo de mencionar, aunque creo que es algo que deberíamos saber, potencialmente tiene límites porque cualquier molécula orgánica en la superficie de Europa se encuentra en un entorno altamente oxidante, donde el oxígeno se produce por la radiación que reacciona con el hielo. La superficie de Europa es probablemente más oxidante que el entorno que las moléculas orgánicas experimentarían atrapadas en una roca en la Tierra. Como Max realizará estos experimentos de radiación en hielo, podrá darnos una buena simulación del entorno de la superficie en Europa.
Fuente original: Revista Astrobiología
