Bu sanatçının eseri, NASA’nın Cassini uzay aracının Satürn’ün uydusu Enceladus’un yüzeyinden püsküren varsayılan bir su sütununun içinden uçmasını tasvir ediyor. Kaynak: NASA
NASA araştırmacılar şunu buldular amino asitleryaşamın potansiyel göstergeleri, yüzeyin yakınında hayatta kalabilir Avrupa ve Enceladus’un uyduları Jüpiter Ve Satürn sırasıyla.
Yapılan deneyler, bu organik moleküllerin buzun hemen altındaki radyasyona dayanabildiğini ve bu sayede derin delme işlemine gerek kalmadan gelecekteki robotik iniş araçlarının bunları kullanabileceğini gösteriyor.
Buzlu Uydularda Yaşam Potansiyelini Keşfetmek
Jüpiter’in uydusu Europa ve Satürn’ün uydusu Enceladus’un buz kabuklarının altında okyanuslar olduğuna dair kanıtlar var. NASA’nın yaptığı bir deney, eğer bu okyanuslar yaşamı destekliyorsa, organik moleküller (örneğin amino asitler, nükleik asitler, vb.) biçimindeki yaşamın izlerinin, bu dünyalardaki sert radyasyona rağmen yüzey buzunun hemen altında hayatta kalabileceğini öne sürüyor. Eğer bu uydulara yaşam belirtileri aramak için robotik iniş araçları gönderilirse, radyasyon tarafından değiştirilen veya yok edilen amino asitleri bulmak için çok derin kazmaları gerekmeyecektir.
“Deneylerimize dayanarak, Europa’daki amino asitler için ‘güvenli’ örnekleme derinliği, yüzeyin meteor çarpmalarından fazla etkilenmediği Maryland, Greenbelt’teki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Alexander Pavlov, “Jüpiter etrafındaki Europa’nın hareket yönünün tersi yarımküre) yüksek enlemlerinde, yüzeyin meteor çarpmalarından fazla etkilenmediği alanda yaklaşık 8 inçtir (yaklaşık 20 santimetre)” dedi. Astrobiyoloji“Enceladus’ta amino asitlerin tespiti için yüzeyin altından örnekleme yapılması gerekmiyor; bu moleküller, Enceladus yüzeyinde yüzeyden bir inçin onda birinden (birkaç milimetreden daha az) daha az uzaklıktaki herhangi bir yerde radyolizden (radyasyonla parçalanma) sağ çıkabilir.”
Hem büyük hem de küçük dramatik püskürmeler, Satürn’ün uydusu Enceladus’un güney kutbuna yakın ünlü “kaplan çizgileri” boyunca birçok yerden su buzu ve buhar püskürtüyor. Kaynak: NASA/JPL/Uzay Bilimi Enstitüsü
Bu neredeyse havasız uyduların soğuk yüzeyleri, hem ev sahibi gezegenlerinin manyetik alanlarında sıkışmış yüksek hızlı parçacıklardan hem de patlayan yıldızlar gibi derin uzaydaki güçlü olaylardan kaynaklanan radyasyon nedeniyle muhtemelen yaşanmazdır. Ancak her ikisinin de buzlu yüzeylerinin altında, ev sahibi gezegenin ve komşu uyduların çekim gücünden kaynaklanan gelgitlerle ısınan okyanuslar vardır. Bu yeraltı okyanusları, enerji kaynağı ve biyolojik moleküllerde kullanılan elementler ve bileşikler gibi başka gereksinimleri varsa, yaşama ev sahipliği yapabilir.
Deneysel Yaklaşımlar ve Bulgular
Araştırma ekibi, radyoliz deneylerinde buzlu aylardaki biyomoleküllerin olası temsilcileri olarak amino asitleri kullandı. Amino asitler yaşam tarafından veya biyolojik olmayan kimya tarafından yaratılabilir. Ancak, Europa veya Enceladus’ta belirli amino asit türlerinin bulunması, karasal yaşam tarafından protein oluşturmak için bir bileşen olarak kullanıldıkları için potansiyel bir yaşam belirtisi olacaktır. Proteinler, kimyasal reaksiyonları hızlandıran veya düzenleyen enzimler yapmak ve yapılar oluşturmak için kullanıldıkları için yaşam için gereklidir. Yer altı okyanuslarından gelen amino asitler ve diğer bileşikler, gayzer aktivitesi veya buz kabuğunun yavaş çalkalanma hareketi ile yüzeye getirilebilir.
Jüpiter’in buzlu uydusu Europa’nın bu görüntüsü, NASA’nın Juno uzay aracının üzerindeki halk katılım kamerası JunoCam tarafından, görevin 29 Eylül 2022’deki yakın geçişi sırasında çekildi. Resim, JunoCam’in geçiş sırasında çekilen ikinci, üçüncü ve dördüncü görüntülerinin, dördüncü görüntünün perspektifinden görüldüğü gibi bir bileşimidir. Kuzey soldadır. Görüntülerin çözünürlüğü piksel başına 0,5 ila 2,5 milden biraz fazladır (piksel başına 1 ila 4 kilometre). Ay’ımızda ve Dünya’mızda olduğu gibi, Europa’nın bir tarafı her zaman Jüpiter’e bakar ve bu, burada görünen Europa’nın tarafıdır. Europa’nın yüzeyi, yaklaşık 90 milyon yıldan daha eski araziyi silen çatlaklar, sırtlar ve bantlarla çaprazlanmıştır. Vatandaş bilim insanı Kevin M. Gill, rengi ve kontrastı artırmak için görüntüleri işledi. Kaynak: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, Kevin M. Gill CC BY 3.0
Bu dünyalarda amino asitlerin hayatta kalma oranını değerlendirmek için ekip, amino asit örneklerini yaklaşık eksi 321 dereceye kadar soğutulmuş buzla karıştırdı Fahrenhayt (-196 Santigrat derece) kapalı, havasız şişelere koydular ve bunları çeşitli dozlarda gama ışınları, bir tür yüksek enerjili ışıkla bombardıman ettiler. Okyanuslar mikroskobik yaşama ev sahipliği yapabileceğinden, buzdaki ölü bakterilerdeki amino asitlerin hayatta kalmasını da test ettiler. Son olarak, meteoritlerden veya iç kısımdan gelen malzemenin yüzey buzuyla karışma olasılığını değerlendirmek için silikat tozuyla karıştırılmış buzdaki amino asit örneklerini test ettiler.
Gelecekteki Uzay Görevleri İçin Sonuçlar
Deneyler, radyoliz sabitleri adı verilen amino asitlerin parçalanma oranlarını belirlemek için temel veriler sağladı. Ekip, bunlarla, Europa ve Enceladus’taki buz yüzeyinin yaşını ve radyasyon ortamını kullanarak sondaj derinliğini ve amino asitlerin yüzde 10’unun radyolitik yıkımdan sağ çıkacağı yerleri hesapladı.
Amino asitlerin buzda hayatta kalmasını test etmek için deneyler daha önce yapılmış olsa da, bu, amino asitleri tamamen parçalamayan daha düşük radyasyon dozları kullanan ilk deneydir, çünkü onları sadece değiştirmek veya parçalamak, bunların potansiyel yaşam belirtileri olup olmadığını belirlemeyi imkansız hale getirmeye yeter. Bu ayrıca, bu bileşiklerin mikroorganizmalarda hayatta kalmasını değerlendirmek için Europa/Enceladus koşullarını kullanan ilk deneydir ve tozla karıştırılmış amino asitlerin hayatta kalmasını test eden ilk deneydir.
Ekip, amino asitlerin tozla karıştığında daha hızlı, mikroorganizmalardan geldiğinde ise daha yavaş parçalandığını buldu.
Bu görüntü, kısa bir süre sonra sıvı nitrojenle doldurulacak ve gama radyasyonuna tabi tutulacak olan özel olarak tasarlanmış dewar’a yüklenen deney örneklerini göstermektedir. Alevle kapatılmış test tüplerinin, test tüpleri sıvı nitrojende yüzer hale gelip dewar’da yüzmeye başlayarak uygun radyasyon maruziyetini engellediği için bir arada tutmak amacıyla pamuklu kumaşla sarıldığını fark edin. Kaynak: Candace Davison
“Amino asitlerin yavaş oranları asit Europa ve Enceladus benzeri yüzey koşulları altında biyolojik örneklerdeki yıkım, Europa ve Enceladus iniş görevleri tarafından gelecekteki yaşam tespiti ölçümleri için durumu destekliyor” dedi Pavlov. “Sonuçlarımız, hem Europa hem de Enceladus’taki silika açısından zengin bölgelerdeki potansiyel organik biyomoleküllerin bozunma oranlarının saf buzdakinden daha yüksek olduğunu gösteriyor ve bu nedenle, Europa ve Enceladus’a yapılacak olası gelecekteki görevler, her iki buzlu uyduda silika açısından zengin yerleri örneklemede dikkatli olmalı.”
Amino asitlerin bakterilerde neden daha uzun süre hayatta kaldığına dair olası bir açıklama, şu yolları içerir: iyonlaştırıcı radyasyon molekülleri değiştirir — kimyasal bağlarını kırarak doğrudan veya yakınlarda reaktif bileşikler oluşturarak dolaylı olarak, daha sonra ilgi duyulan molekülü değiştirir veya parçalar. Bakteriyel hücresel materyalin, amino asitleri radyasyon tarafından üretilen reaktif bileşiklerden korumuş olması mümkündür.
Referans: “Kil ve Karbonat Zengini Topraklarda Simüle Edilmiş Kozmik Radyasyon Maruziyetinden Sonra Tanısal Biyobelirteçlerin Değişken ve Büyük Kayıpları” Mars Anaïs Roussel, Amy C. McAdam, Alex A. Pavlov, Christine A. Knudson, Cherie N. Achilles, Dionysis I. Foustoukos, Jason P. Dworkin, S. Andrejkovičová, Dina M. Bower ve Sarah Stewart Johnson tarafından hazırlanan “Analog Samples”, 18 Temmuz 2024, Astrobiyoloji.
DOI: 10.1089/ast.2023.0123
Araştırma, NASA tarafından 80GSFC21M0002 ödül numarası, Goddard’daki Temel Laboratuvar Araştırma iş paketi aracılığıyla NASA’nın Gezegen Bilimi Bölümü Dahili Bilim İnsanı Finansman Programı ve NASA Astrobiyoloji tarafından desteklenmiştir. NfoLD ödül 80NSSC18K1140.