Satürn’ün uydusu Enceladus’un bir sanatçı tarafından yorumlanması, deniz tabanındaki hidrotermal aktiviteyi ve ayın buzlu kabuğundaki, sulu iç kısımdaki malzemenin uzaya fırlatılmasına izin veren çatlakları tasvir ediyor. Yeni araştırmalar, sonraki görevler için kullanılacak araçların, bulutun içindeki tek bir buz tanesinde tek bir hücrenin izlerini bulabileceğini gösteriyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Enceladus ve Europa gibi uydulardan gelen buz taneleri üzerinde yapılan araştırmalar, yaşam belirtilerini tespit etme potansiyelini ortaya koyuyor ve ileri tespit araçlarıyla yaklaşan uzay görevlerinin önünü açıyor.
Yörüngedeki bazı uyduların buzla kaplı okyanusları Satürn Ve Jüpiter dünya dışı yaşam arayışında önde gelen adaylardır. liderliğindeki yeni bir laboratuvar tabanlı çalışma Washington Üniversitesi Seattle’da ve Berlin Freie Üniversitesi’nde yapılan araştırmalar, bu gezegensel cisimlerden fırlatılan bireysel buz taneciklerinin, sonbaharda oraya yönlendirilen aletlerin yaşam belirtilerini (eğer böyle bir yaşam varsa) tespit etmek için yeterli malzeme içerebileceğini gösteriyor.
UW’de Dünya ve uzay bilimleri alanında doktora sonrası araştırmacı olan baş yazar Fabian Klenner, “İlk kez, hücresel malzemenin çok küçük bir kısmının bile bir uzay aracındaki kütle spektrometresi tarafından tanımlanabileceğini gösterdik” dedi. “Sonuçlarımız bize, yaklaşmakta olan araçları kullanarak, okyanus taşıyan aylarda mevcut olabileceğine giderek daha fazla inandığımız Dünya’dakilere benzer yaşam formlarını tespit edebileceğimiz konusunda daha fazla güven veriyor.”
Bu görüntü, Jüpiter’in dört büyük ayından en küçüğü olan Europa’nın yüzeyindeki kırmızı çizgileri gösteriyor. Yaklaşan Europa Clipper misyonu bu ayı araştırmak için araçlar gönderecek. Yeni araştırmalar, bir sonraki görev için kullanılacak bu cihazlardan birinin, gezegenin iç kısmından fırlatılan tek bir buz tanesinde tek bir hücrenin izlerini bulabileceğini gösteriyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL/Galileo
Açık erişimli çalışma 22 Mart’ta yayınlandı. Bilim Gelişmeleri. Uluslararası ekipteki diğer yazarlar Birleşik Krallık’taki The Open University’den; NASAJet Tahrik Laboratuvarı; Colorado Üniversitesi, Boulder; ve Leipzig Üniversitesi.
Bilimsel Gelişmeler ve Uzay Görevleri
Cassini 2017’de sona eren görev, Satürn’ün uydusu Enceladus’un güney kutbu yakınında paralel çatlaklar keşfetti. Bu çatlaklardan gaz ve buz taneleri içeren dumanlar çıkıyor. NASA’nın Ekim ayında başlatılması planlanan Europa Clipper misyonu, Jüpiter’in buzlu uydusu Europa’yı daha ayrıntılı olarak keşfetmek için daha fazla alet taşıyacak.
Bu göreve hazırlanmak için araştırmacılar bu yeni nesil araçların neler bulabileceğini araştırıyor. Gerçek çarpışma hızı olacağından, bir gözlem aracına çarpmak için uzayda saniyede 4 ila 6 kilometre hızla uçan buz tanelerinin doğrudan simüle edilmesi teknik olarak yasaklayıcıdır. Bunun yerine yazarlar, ince bir sıvı su ışınını vakuma gönderen ve burada damlacıklara parçalanan bir deney düzeneği kullandılar. Daha sonra damlacıkları harekete geçirmek için bir lazer ışını kullandılar ve uzay sondasındaki hangi aletlerin algılayacağını taklit etmek için kütle spektral analizini kullandılar.
Yeni yayınlanan sonuçlar, araçların gelecekteki görevlerde kullanılmasının planlandığını gösteriyor. Yüzey Toz Analizörü Europa Clipper, yüzbinlerce buz tanesinden birindeki hücresel materyali tespit edebiliyor.
Soldaki çizim Enceladus’u ve onun buzla kaplı okyanusunu, güney kutbuna yakın çatlakların buzlu kabuğu deldiğine inanılan şekilde tasvir ediyor. Orta panel, yazarların yaşamın gelişebileceğine inandıkları yerleri gösteriyor: suyun üstünde, Dünya okyanuslarındaki gibi önerilen ince bir katmanda (sarı ile gösterilen). Sağdaki panel, gaz kabarcıkları yükselip patladığında, bakteriyel hücrelerin damlacıklarla uzaya uçtuğunu ve bunların daha sonra Cassini tarafından tespit edilen buz taneciklerine dönüştüğünü gösteriyor. Kredi bilgileri: Avrupa Uzay Ajansı
Hayatı Keşfetme Potansiyeli
Çalışmada şunlara odaklanıldı: Sfingopyxis alaskensisAlaska açıklarındaki sularda yaygın olarak görülen bir bakteri. Birçok çalışma bakteriyi kullanırken Escherichia coli Model organizma olarak bu tek hücreli organizma çok daha küçüktür, soğuk ortamlarda yaşar ve az miktarda besinle hayatta kalabilir. Bütün bunlar onu Satürn veya Jüpiter’in buzlu uydularındaki potansiyel yaşam için daha iyi bir aday haline getiriyor.
Klenner, “Son derece küçükler, dolayısıyla teoride Enceladus veya Europa gibi okyanus dünyasından yayılan buz taneciklerine sığabilecek kapasitedeler” dedi.
Sonuçlar, cihazların bu bakteriyi veya bir kısmını tek bir buz tanesinde tespit edebildiğini gösteriyor. Farklı moleküller farklı buz taneciklerinde bulunur. Yeni araştırma, biyomateryalin yoğunlaşabileceği tek buz tanelerini analiz etmenin, milyarlarca ayrı tanecik içeren daha büyük bir numunenin ortalamasını almaktan daha başarılı olduğunu gösteriyor.
Sol panel, Satürn’ün uydusu Enceladus’u kapsadığına inanılan kilometrelerce kalınlıktaki buzlu kabuğu gösteriyor. Çatlağın doldurulması, yüzeyinde önerilen ince bir tabaka (turuncu renkle gösterilmiştir) bulunan tuzlu sudur. Sağdaki panel, gaz kabarcıklarının yükselip patladıkça organik malzemeyle birleşip spreyin içine doğru yükseldiğini gösteriyor. Kredi: Postberg ve diğerleri. (2018)/Doğa
Aynı araştırmacılar tarafından yürütülen yakın tarihli bir araştırma, Enceladus’ta fosfatın kanıtlarını gösterdi. Bu gezegensel gövdenin artık enerji, su, fosfat, diğer tuzlar ve karbon bazlı organik materyal içerdiği görülüyor ve bu da Dünya’da bulunanlara benzer yaşam formlarını destekleme olasılığını giderek artırıyor.
Yazarlar, eğer bakteri hücreleri Dünya’daki gibi bir lipit zarla kaplanırsa, okyanus yüzeyinde de bir kabuk oluşturacaklarını öne sürüyorlar. Dünya’da okyanus pisliği, okyanus kokusuna katkıda bulunan deniz serpintisinin önemli bir parçasıdır. Okyanusun yüzeye bağlı olduğu buzlu bir ayda (örneğin, buz kabuğundaki çatlaklar yoluyla), dış uzayın boşluğu bu yeraltı okyanusunun kaynamasına neden olacaktır. Gaz kabarcıkları okyanus boyunca yükselir ve yüzeyde patlar; burada hücresel materyal, bulutun içindeki buz taneciklerine karışır.
Klenner, “Burada, bakteriyel hücrelerin teorik olarak Enceladus veya Europa’daki sıvı sudan oluşan buzlu malzemeye nasıl dahil edilebileceği ve daha sonra uzaya yayılabileceği konusunda makul bir senaryoyu açıklıyoruz” dedi.
Europa Clipper’daki Yüzey Toz Analizörü, geçmiş görevlerdeki cihazlardan daha güçlü olacak. Bu ve gelecekteki cihazlar aynı zamanda ilk kez negatif yüklü iyonları tespit edebilecek ve bu da onları yağ asitleri ve lipitleri tespit etmeye daha uygun hale getirecek.
“Benim için lipitleri veya yağ asitlerini aramak, yapı taşlarını aramaktan çok daha heyecan verici. DNABunun nedeni ise yağ asitlerinin daha stabil görünmesidir” dedi Klenner.
Gezegen bilimleri profesörü kıdemli yazar Frank Postberg, “NASA’nın Europa Clipper uzay sondasındaki Yüzey Toz Analizörü gibi uygun cihazlarla, buzlu aylarda yaşamı veya izlerini bulmak düşündüğümüzden daha kolay olabilir” dedi. Freie Universität Berlin’de. “Tabii ki orada yaşam varsa ve yer altı su deposu gibi bir ortamdan kaynaklanan buz taneciklerinin içinde kalmaya özen gösteriyorsa.”
Referans: Fabian Klenner, Janine Bönigk, Maryse Napolyon, Jon Hillier, Nozair Khawaja, Karen Olsson-Francis, Morgan L. Cable, Michael J. Malaska, “Enceladus veya Europa’dan yayılan tek bir buz tanesindeki hücre materyali nasıl tanımlanır?” Sascha Kempf, Bernd Abel ve Frank Postberg, 22 Mart 2024, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126/sciadv.adl0849
Çalışma Avrupa Araştırma Konseyi, NASA ve Alman Araştırma Vakfı (DFG) tarafından finanse edildi. Diğer ortak yazarlar ise Berlin Freie Üniversitesi’nden Janine Bönigk, Maryse Napolyon, Jon Hillier ve Nozair Khawaja; Birleşik Krallık’taki Açık Üniversite’den Karen Olsson-Francis; NASA Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan Morgan Cable ve Michael Malaska; Boulder’daki Colorado Üniversitesi’nden Sascha Kempf; ve Leipzig Üniversitesi’nden Bernd Abel.