Pueden sobrevivir signos de vida cerca de las superficies de Encelado y Europa

Esta imagen artística muestra el rover Cassini de la NASA volando a través de una columna de agua que supuestamente emana de la superficie de Encelado, la luna de Saturno. Crédito de la imagen: NASA

NASA Los investigadores han descubierto que Aminoácidosque son indicadores potenciales de vida, pueden sobrevivir cerca de la superficie Europa y Encelado, lunas Júpiter Y Saturno respectivamente.

Los experimentos indican que estas moléculas orgánicas pueden resistir la radiación justo debajo del hielo, lo que las hace accesibles a futuros vehículos robóticos sin necesidad de excavaciones profundas.

Explorando el potencial de vida en lunas heladas

Europa, una luna de Júpiter, y Encelado, una luna de Saturno, tienen evidencia de océanos debajo de sus cortezas heladas. Un experimento de la NASA sugiere que si estos océanos albergan vida, signos de esta vida en forma de moléculas orgánicas (como aminoácidos, ácidos nucleicos, etc.) podrían sobrevivir justo debajo de la superficie del hielo a pesar de la intensa radiación en estos mundos. Si se enviaran módulos de aterrizaje robóticos a estas lunas para buscar signos de vida, no habría necesidad de cavar tan profundamente para encontrar aminoácidos que hayan escapado de ser alterados o destruidos por la radiación.

“Según nuestros experimentos, la profundidad de muestreo ‘segura’ para los aminoácidos en Europa es de aproximadamente 8 pulgadas (unos 20 centímetros) en latitudes altas del hemisferio tardío (el hemisferio opuesto a la dirección del movimiento de Europa alrededor de Júpiter) en la región donde La superficie no ha sido alterada mucho debido a los impactos de meteoritos”, dijo Alexander Pavlov del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, autor principal de un artículo sobre la investigación publicado el 18 de julio en la revista Astrobiología“La detección de aminoácidos en Encelado no requiere un muestreo del subsuelo; estas moléculas sobrevivirán a la desintegración radiactiva en cualquier lugar de la superficie de Encelado a menos de un décimo de pulgada (menos de unos pocos milímetros) de la superficie”.

Enormes y pequeñas columnas de humo de agua helada y vapor se encuentran dispersas desde muchos lugares a lo largo de las famosas “rayas de tigre” cerca del polo sur de Encelado, la luna de Saturno. Crédito de la imagen: NASA/JPL/Instituto de Ciencias Espaciales

Las superficies heladas de estas lunas casi sin aire probablemente sean inhabitables debido a la radiación de partículas de alta velocidad atrapadas en los campos magnéticos del planeta anfitrión y a poderosos eventos en el espacio profundo, como explosiones estelares. Sin embargo, ambos planetas tienen océanos debajo de sus superficies heladas que se calientan por las mareas gravitacionales del planeta anfitrión y las lunas vecinas. Estos océanos subterráneos podrían albergar vida si tuvieran otras necesidades, como un suministro de energía, así como los elementos y compuestos utilizados en las moléculas biológicas.

Enfoque experimental y resultados.

El equipo de investigación utilizó aminoácidos en experimentos de radiólisis como posibles representantes de biomoléculas en las lunas heladas. Los aminoácidos se pueden crear a través de la vida o mediante química no biológica. Sin embargo, encontrar ciertos tipos de aminoácidos en Europa o Encelado sería una señal potencial de vida porque la vida terrestre los utiliza como componente para construir proteínas. Las proteínas son esenciales para la vida porque se utilizan para producir enzimas que aceleran o regulan reacciones químicas y crean estructuras. Los aminoácidos y otros compuestos de los océanos subterráneos pueden subir a la superficie a través de la actividad de los géiseres o del lento movimiento de la corteza de hielo.

Esta imagen de Europa, la luna helada de Júpiter, fue tomada por JunoCam, la cámara de comunicaciones públicas a bordo de la nave espacial Juno de la NASA, durante el sobrevuelo de la misión al planeta el 29 de septiembre de 2022. La imagen es una combinación de la segunda, tercera y cuarta imágenes tomadas por JunoCam. JunoCam durante el sobrevuelo del planeta, visto desde la perspectiva de la cuarta imagen. El norte se encuentra a la izquierda. Las imágenes tienen una resolución de poco más de 0,5 a 2,5 millas por píxel (de 1 a 4 kilómetros por píxel). Al igual que nuestra Luna y nuestra Tierra, un lado de Europa siempre mira a Júpiter, y ese es el lado de Europa visible aquí. La superficie de Europa está atravesada por fracturas, crestas y bandas que han borrado terrenos de más de 90 millones de años. El científico ciudadano Kevin M. Generación y procesamiento de imágenes para mejorar el color y el contraste. Copyright: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, Kevin M. Generación CC BY 3.0

Para evaluar la supervivencia de los aminoácidos en estos mundos, el equipo mezcló muestras de aminoácidos con hielo enfriado a unos -321 grados Celsius. F (-196 Celsius) se colocaron en viales herméticos y sin aire, y los bombardearon con rayos gamma, un tipo de luz de alta energía, en dosis variables. Debido a que los océanos pueden albergar vida microscópica, también probaron la supervivencia de aminoácidos en bacterias muertas en el hielo. Finalmente, probaron muestras de aminoácidos en hielo mezclado con polvo de silicato para observar una posible mezcla de material de meteoritos o interiores con hielo superficial.

Implicaciones para futuras misiones espaciales

Los experimentos han proporcionado datos fundamentales para determinar las tasas de descomposición de aminoácidos, llamadas constantes de desintegración radiactiva. Utilizando estas constantes, el equipo utilizó la edad de la superficie del hielo y el entorno de radiación de Europa y Encelado para calcular las profundidades de los cráteres y los lugares donde el 10% de los aminoácidos podrían sobrevivir a la destrucción radiactiva.

Aunque se han realizado experimentos anteriores para probar la supervivencia de los aminoácidos en el hielo, este es el primero en utilizar dosis de radiación más bajas que no desintegran completamente los aminoácidos, porque simplemente cambiarlos o descomponerlos es suficiente para determinar si son posibles signos de vida imposible. Este es también el primer experimento que utiliza las condiciones de Europa/Encélado para evaluar la supervivencia de estos compuestos en microorganismos, y el primero en probar la supervivencia de aminoácidos mezclados con polvo.

El equipo descubrió que los aminoácidos se descomponen más rápido cuando se mezclan con polvo, pero se descomponen más lentamente cuando provienen de microorganismos.

Esta imagen muestra muestras experimentales cargadas en un recipiente Dewar especialmente diseñado, que pronto se llenará con nitrógeno líquido y se colocará bajo radiación gamma. Tenga en cuenta que los tubos de ensayo sellados al fuego están envueltos en una gasa para mantenerlos juntos porque los tubos de ensayo flotan en nitrógeno líquido y comienzan a flotar en el recipiente Dewar, lo que interfiere con la exposición adecuada a la radiación. Derechos de autor: Candice Davison

“Tasas lentas de liberación de aminoácidos” agrio “La destrucción de muestras biológicas en condiciones superficiales similares a las de Europa y Encelado refuerza la importancia de futuras mediciones de detección de vida mediante misiones de aterrizaje en Europa y Encelado”, dijo Pavlov. “Nuestros resultados indican que las tasas de descomposición de posibles biomoléculas orgánicas en regiones ricas en sílice tanto en Europa como en Encelado son más altas que las del hielo puro y, por lo tanto, las posibles misiones futuras a Europa y Encelado deben tener cuidado al tomar muestras de sitios ricos en sílice. en ambas lunas”.

Una posible explicación de por qué los aminoácidos persisten más tiempo en las bacterias implica métodos Radiación de iones Altera las moléculas, directamente rompiendo enlaces químicos o indirectamente creando compuestos reactivos cercanos que a su vez alteran o desintegran la molécula deseada. El material celular bacteriano probablemente protegió a los aminoácidos de los compuestos reactivos producidos por la radiación.

Referencia: “Pérdidas variables y significativas de biomarcadores de diagnóstico después de una exposición simulada a radiación cósmica en suelos ricos en arcilla y carbonatos”. Marte “Muestras analógicas” de Anaïs Roussel, Amy C. McAdam y Alex A. Pavlov y Christine A. Knudson y Sherry N. Aquiles y Dennis I. Vostokos y Jason B. Durkin y S. Andrejkovicova y Dina M. Poder, Sarah Stewart Johnson, 18 de julio de 2024, Astrobiología.
DOI: 10.1089/ast.2023.0123

La investigación fue apoyada por la NASA con el número de premio 80GSFC21M0002, el Programa de Financiamiento Científico Intramuros de la División de Ciencias Planetarias de la NASA a través del Paquete de Trabajo de Investigación del Laboratorio Central Goddard y Astrobiología de la NASA. n veces Premio 80NSSC18K1140.