חוקרים של נאס"א מציעים לחפש חתימות של חיים קרוב לפני השטח של אנקלדוס ואירופה

מדעני נאס"א ערכו ניסוי שחיקה את התנאים בירחים הקרחיים אירופה של צדק ואנקלדוס של שבתאיוהגיעו למסקנה שאם יש עליהם חיים לא צריך לחפור עמוק כדי למצוא לפחות שרידים שלהם

אירופה, ירחו של צדק, ואנקלדוס, ירחו של שבתאי, מציגים ראיות לקיומם של אוקיינוסים מתחת לקרום הקרח שלהם. ניסוי של נאס"א מבקש לבחון האם אוקיינוסים אלו תומכים בחיים, באמצעות בחינת החתימות של חיים המופיעות בצורת מולקולות אורגניות (למשל חומצות אמינו, חומצות גרעין וכו'), ועשויות לשרוד ממש מתחת לקרח פני השטח למרות הקרינה הקשה על עולמות אלו. אם יישלחו רובוטים לנחות על ירחים אלה כדי לחפש סימני חיים, הם לא יצטרכו לחפור עמוק כדי למצוא חומצות אמינו ששרדו לאחר שעברו שינוי או הרס על ידי קרינה.

"לפי הניסויים שלנו, עומק הדגימה 'הבטוח' עבור חומצות אמינו על אירופה הוא כ-20 סנטימטרים בקווי רוחב גבוהים של ההמיספירה הנגררת (ההמיספירה הנמצאת בכיוון ההפוך לכיוון תנועת אירופה סביב צדק) באזור שבו פני השטח לא הופרעו הרבה על ידי פגיעות מטאוריטים", אמר אלכסנדר פבלוב ממרכז החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, מחבר ראשי של מאמר על המחקר.

לא נידרש לחפור דגימה עמוק מתחת לפני השטח לזיהוי חומצות אמינו באנקלדוס – מולקולות אלו ישרדו רדיוליזה (פירוק על ידי קרינה) בכל מקום מתחת לפני השטח של אנקלדוס ואת תוצאות החשיפה נוכל למצוא פחות מכמה מילימטרים מפני השטח." המשיך פבלוב. המחקר פורסם בכתב העת Astrobiology.

פני השטח הקפואים של ירחים אלו, שכמעט נטולי אטמוספירה, אינם נחשבים מתאימים לחיים בשל קרינה מחלקיקים מהירים הנלכדים בשדות המגנטיים של צדק ושבתאי בהתאמה, כמו גם כאלו שמקורם באירועים עוצמתיים בחלל העמוק. עם זאת, לשני הירחים יש אוקיינוסים מתחת לקרום הקרח שלהם שמחוממים על ידי כוחות גאות מכבידתם של כוכב הלכת המארח והירחים הסמוכים. אוקיינוסים תת-קרקעיים אלו עשויים להכיל חיים אם הם מכילים גם מקורות אנרגיה, וכן יסודות ותרכובות המשמשים במולקולות ביולוגיות.

צוות המחקר ערך ניסויים בחומצות אמינו כמייצגות אפשריות של מולקולות ביולוגיות 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 אפשרי לחיים, "מכיוון שהן משמשות חיים ארציים לבניית חלבונים."

חלבונים חיוניים לחיים מכיוון שהם משמשים ליצירת אנזימים שמאיצים או מווסתים תגובות כימיות וליצירת מבנים. חומצות אמינו ותרכובות אחרות מאוקיינוסים תת-קרקעיים יכולות להיות מועברות לפני השטח על ידי פעילות גייזרים או תנועת קרום הקרח.

המחקר העריך את הישרדות חומצות האמינו על עולמות אלו. הצוות ערבב דגימות של חומצות אמינו עם קרח מקורר לטמפרטורה של כ-מינוס 196 מעלות צלזיוס) בבקבוקים סגורים וחסרי אוויר, והפגיז אותם בקרני גמא, במינונים שונים. מאחר שהאוקיינוסים עשויים להכיל חיים מיקרוסקופיים, הם גם בדקו את הישרדות חומצות האמינו בחיידקים מתים בקרח. לבסוף, הם בדקו דגימות של חומצות אמינו בקרח מעורבב עם אבק סיליקט כדי לבחון את האפשרות של ערבוב חומר ממטאוריטים או מהפנים עם קרח פני השטח.

הניסויים סיפקו נתונים מכריעים כדי לקבוע את קצב הפירוק של חומצות האמינו – קבועי רדיוליזה. הצוות השתמש בנתונים אלו, בגיל הקרח של פני השטח ובנתוני הסביבה הקרינתית של אירופה ואנקלדוס, כי כ-10% מחומצות האמינו ישרדו את ההרס הרדיוליטי.

למרות שניסויים לבדיקת הישרדות חומצות אמינו בקרח נעשו בעבר, זהו הניסוי הראשון שהשתמש במינוני קרינה נמוכים שלא מפרקים לגמרי את חומצות האמינו, מכיוון שרק שינוי או פירוק חלקי מספיקים כדי להקשות על קביעה אם הן סימנים אפשריים לחיים. זהו גם הניסוי הראשון שהשתמש בתנאי אירופה/אנקלדוס להערכת הישרדות תרכובות אלו במיקרואורגניזמים, והראשון שבדק את הישרדות חומצות האמינו המעורבבות עם אבק.

הצוות מצא שחומצות אמינו מתפרקות מהר יותר כאשר הן מעורבבות עם אבק, אך מתפרקות לאט יותר כאשר הן באות ממיקרואורגניזמים.

"קצב פירוק איטי של חומצות אמינו בדגימות ביולוגיות בתנאי פני השטח של אירופה ואנקלדוס, מחזק את הסיכוי לגלות עליהם חיים בעת מבצעי נחיתה ובדיקה שם.", אמר פבלוב. "התוצאות שלנו מראות שקצב הפירוק של מולקולות אורגניות אפשריות באזורים עשירים בסיליקה על פני השטח של אירופה ואנקלדוס, גבוה יותר מאשר בקרח טהור, ולכן, משימות עתידיות לאירופה ואנקלדוס צריכות להיזהר בדגימה של מיקומים עשירים בסיליקה על שני הירחים הקפואים."

הסבר אפשרי לכך שחומצות אמינו שרדו זמן רב יותר בחיידקים כרוך בדרכים שבהן קרינה מייננת משנה מולקולות – ישירות על ידי שבירת קשרים כימיים או בעקיפין על ידי יצירת תרכובות תגובתיות בקרבת מקום שמשנות או מפרקות את המולקולה. ייתכן שחומר תא בקטריאלי הגן על חומצות אמינו מהתרכובות התגובתיות שנוצרו על ידי הקרינה.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

• אבן בניין כימית חשובה לקיום חיים התגלתה בירח השבתאי אנקלדוס
• טלסקופ החלל ווב מגלה תימרת מים באורך של 10,000 ק"מ שפורצת מהירח של שבתאי אנקלדוס
• אישוש נוסף לקיומו של אוקיאנוס מים נוזלים מתחת לקרקע הירח השבתאי אנקלדוס