Idegen életformák felkutatását tervezi a NASA
Hamarosan indul a NASA Europa Clipper missziója. A tudósok olyan kísérleteket végeztek, melyek során a küldetésben résztvevő űrszonda műszereinek érzékenységét vizsgálták. A kísérletsorozat olyan ígéretes új képességeket tárt fel, amelyek jelentősen növelik annak esélyét, hogy a NASA elsőként észleljen életformákat a Földön kívül.
Az Europa Clipper nevű küldetés űrszondája a tervek szerint 2024 októberében indul útnak, hogy 2,9 millió kilométer megtétele után 2030-ban végül elérje a Jupiter holdját. A szonda számos tudományos műszerrel van felszerelve. A közelmúltban végzett kísérletek során az egyik műszer, a Surface Dust Analyzer olyan érzékenynek bizonyult, hogy a jelek szerint képes lehet kimutatni az idegen életre utaló jeleket a Jupiter jeges holdja által felszínre juttatott jégszemcsékben.
A földön kívüli élet kutatása szempontjából igencsak ígéretesnek tűnik a Jupiter körül keringő hold, az Európa: felszínét több kilométer vastag vízjég borítja, amely alatt az élet bölcsőjének tartott óceán rejtőzik.
A tudósok egyre inkább úgy gondolják, hogy az ilyen holdak óceánjaiban élet lehet, ám ennek megtalálásához értelemszerűen át kellene fúrni a jeget, ami egy idegen planétán rendkívüli feladat lenne. Egy új tanulmány szerint azonban erre nem is lenne szükség. Időnként ugyanis hatalmas kitörések repesztik meg a jeget, miközben gejzírként „lövik” az űrbe az óceán vizét.
„Először sikerült bemutatnunk, hogy a sejtek anyagának még egy apró töredékét is azonosítani lehet egy űrhajó fedélzetén lévő tömegspektrométerrel” – mondta a kutatás vezető szerzője, Fabian Klenner, a Washingtoni Egyetem (UW) föld- és űrtudományok posztdoktori kutatója. „Eredményeink bizakodásra ad okot azzal kapcsolatban, hogy a közeljövőben megjelenő műszerek segítségével képesek leszünk olyan, a földihez hasonló életformák kimutatására, amelyekről egyre inkább úgy véljük, hogy jelen lehetnek az óceánokkal teli holdakon.”
A fagyott jégholdak felszíne alatt található óceánok az idegen életformák keresésének ideális célpontjai lehetnek
Míg a Földön kívüli élet keresésének számos célpontja van, beleértve a Mars talaját vagy a Vénusz felhőit, az asztrobiológusokat egyre nagyobb bizakodással tölti el a gondolat, hogy a múltbeli és jelenlegi idegen életformákra utaló jeleket találnak a Naprendszer jeges holdjainak felszín alatti óceánjaiban. Az Europa mellett a Szaturnusz Enceladus nevű holdja is ezen célpontok közé tartozik. Ezek a remények még inkább megerősödtek, amikor a kutatók nemrégiben foszfátra utaló nyomokat találtak az Enceladus felszínén.
A kutatók kifejtik: „Úgy tűnik, hogy ez a bolygótest energiát, vizet, foszfátot, más sókat és szénalapú szerves anyagot tartalmaz, ami egyre valószínűbbé teszi, hogy a Földön található életformákhoz hasonló életformáknak ad otthont”.
A képen vörös csíkok láthatók az Europa felszínén, amely a Jupiter négy nagy holdja közül a legkisebb. A közelgő Europa Clipper küldetés műszereket küld ennek a holdnak a vizsgálatára. Forrás: NASA/JPL/Galileo
Az elmúlt évtizedben, mióta a NASA Cassini-missziója észlelte az Enceladusból kilövellő víz- és jégcsóvákat, a misszió tervezői és amatőr rajongói egyaránt elméleteket gyártottak arról, hogyan is történhetne egy ilyen életkereső küldetés. A javaslatok között olyan elképesztő ötletek is akadnak, mint a mini tengeralattjárók vagy egy kígyószerű szonda, amely képes lekúszni a felszín alatti óceánokba. A legnépszerűbb elképzelés szerint a mintavételre irányuló küldetés során a kilövellő füstölgőkön való átrepülés közben kellene kutatni az idegen életformákra utaló nyomok után.
Egy nemzetközi kutatócsoport szerint az elkövetkezendő küldetéseken esetlegesen alkalmazott műszereknek az idegen életformák jeleinek kimutatására kívül további célokra is alkalmasnak kell lenniük. A csoport tagjai úgy vélik, hogy a körülmények már az Europa Clipper esetében is ideálisak egy ilyen felfedezéshez.
Egy laboratóriumi tanulmány szerint a műszerek egyetlen jégszemcsében is felfedezhetik az élet jeleit
Az UW kutatócsoportja egy Sphingopyxis alaskensis nevű baktériumtípust választott ki vizsgálatra, hogy kiderítse, a jövőbeni küldetésekhez tervezett műszerek képesek lesznek-e kimutatni az élet jeleit az Enceladus és az Europa által kibocsátott füstgőzökben. Ez a baktérium ugyanis a Földön hideg környezetben él, és nagyon kevés tápanyaggal is képes túlélni, ami valószínűbbé teszi a földönkívüli baktériumok analógiáját, amelyek e jeges holdak felszíne alatt élhetnek. A kutatók szerint ez a baktérium pont megfelelő méretű ahhoz, hogy a jövőbeli szondák egyetlen jégszemcsén belül is felfedezhessék.
„Rendkívül kicsik, így elméletileg akár az Enceladus vagy az Europa óceánjából kijutó jégszemcsékbe is képesek beilleszkedni” – mondta Klenner.
A bal oldali ábra az Enceladust és annak jéggel borított óceánját ábrázolja, a déli pólus közelében lévő repedésekkel, amelyek feltehetően áthatolnak a jeges kérgen. A középső panel azt mutatja, hogy a szerzők szerint hol lehet jelen az élet: a víz tetején lévő vékony rétegben (sárgán ábrázolva) – a földi óceánokhoz hasonlóan. A jobb oldali ábrán az látható, hogy ahogy a gázbuborékok felemelkednek és kipukkadnak, a baktériumsejtek a cseppekkel együtt felszállhatnak az űrbe, amelyek aztán a Cassini által észlelt jégszemcsékké válnak. Forrás: Európai Űrügynökség
Miután kitaláltak egy olyan laboratóriumi kísérletet, amely a legjobban szimulálja azokat a körülményeket, amelyekkel ezek a kidobott jégszemcsék egy jövőbeli küldetés során találkozhatnának, a csapat egy tömegspektrométert használt, hogy megnézze, ki tudják-e szúrni a kiválasztott baktérium életjeleit egyetlen jégszemcsében. Jelzésképpen megjegyzik, hogy műszerük kevésbé volt érzékeny, mint az Europa Clipperhez tervezett műszer.
Ahogy azt remélték, a kísérletük sikeres volt. A vákuumba fecskendezett víz elemzése megmutatta, hogy a megfelelő műszerekkel valóban kimutathatók az Enceladusról vagy az Európáról kilökődő idegen életformák. Sőt, a sikeres kísérletek mögött álló tudósok szerint az élet keresése ezzel a módszerrel „hatékonyabb, mint egy nagyobb, több milliárd egyedi szemcsét tartalmazó minta átlagolásával”.
A Nasa Europa Clipper küldetés műszere elsőként fedezhet fel idegen életformákat
Közzétett tanulmányukban az UW kutatói kísérleteiket azzal egészítették ki, hogy megvizsgálták azokat a földi körülményeket, amelyek hatására a baktériumok összegyűlnek az óceán felszínén, és „óceáni salakréteget” okoznak. Hamarosan rájöttek, hogy valószínűleg hasonló körülmények uralkodnak a földönkívüli óceánok felszínén is. Ennek eredményeképpen az űrbe kilökődő felszín alatti víz valószínűleg az idegen életformák darabjait is magával ragadná, és az űr-jégszemcsékbe zárná őket, ahol a NASA műszerei észlelni tudnák őket.
„Itt leírunk egy plauzibilis forgatókönyvet arra vonatkozóan, hogy a baktériumsejtek elméletileg hogyan épülhetnek be az Enceladuson vagy az Európán folyékony vízből keletkező, majd az űrbe kerülő jeges anyagba” – mondta Klenner.
A bal oldali képen a Szaturnusz Enceladus nevű holdjának feltételezett, kilométer vastag jeges kérge látható. A repedést sós víz tölti ki, amelynek felszínén egy javasolt vékony réteg (narancssárga színnel ábrázolva) található. A jobb oldali panel azt mutatja, hogy amint a gázbuborékok felemelkednek és kipukkadnak, szerves anyagokkal egyesülnek, és a permetbe szállnak. Forrás: Postberg et al. (2018)/Nature.
Bár közvetlenül nem vesznek részt a NASA küldetéseinek tervezésében, a csapat tagjai megjegyzik, hogy a NASA Europa Clipper egyedülálló műszerezettségének köszönhetően tökéletesen alkalmas lehet a Földön túli idegen életformák megtalálására.
„A megfelelő műszerekkel, mint amilyen például a NASA Europa Clipper űrszondáján található SUrface Dust Analyzer, talán könnyebb lehet életet vagy annak nyomait megtalálni a jeges holdakon, mint azt gondoltuk” – mondta a vezető szerző, Frank Postberg, a berlini Freie Universität bolygótudományok professzora. „Persze csak akkor, ha az élet ott van, és gondoskodik arról, hogy egy olyan környezetből származó jégszemcsékbe legyen zárva, mint például egy felszín alatti víztározó”.