אשראי תמונה: נאס"א
כריסטופר צ'יבא הוא החוקר הראשי של צוות המנהלים של מכון SETI של מכון האסטרוביולוגיה של נאס"א (NAI). Chyba לשעבר עמד בראש המרכז לחקר החיים ביקום של מכון SETI. צוות NAI מקיים מגוון רחב של פעילויות מחקריות, בוחן את ראשית החיים בכדור הארץ ואת האפשרות לחיים בעולמות אחרים. כמה מפרויקטי המחקר של הצוות שלו יבדקו את פוטנציאל החיים - וכיצד ניתן לגלות זאת - על ירח אירופה של צדק. העורך המנהל של מגזין אסטרוביולוגיה, הנרי בורטמן, שוחח לאחרונה עם צ'יבא על יצירה זו.
מגזין אסטרוביולוגיה: אחד מתחומי המיקוד של המחקר האישי שלך היה אפשרות החיים על ירח אירופה של צדק. כמה מהפרויקטים הממומנים על ידי מענק ה- NAI שלך עוסקים בעולם המכוסה בקרח.
כריסטופר צ'יבא: ימין. אנו מעוניינים באינטראקציות בין החיים והתפתחות פלנטרית. ישנם שלושה עולמות המעניינים ביותר מנקודת מבט זו: כדור הארץ, מאדים ואירופה. ויש לנו קומץ של פרויקטים הרלוונטיים לאירופה. סינתיה פיליפס היא המובילה של אחד מאותם פרויקטים; הסטודנטית שלי לתואר שני כאן בסטנפורד, קווין האנד, עומדת בראש אחד נוסף; ומקס ברנשטיין, שהוא מכון SETI P.I., הוא המוביל בראש השלישי.
ישנם שני מרכיבים לפרויקטים של סינתיה. אחד שלדעתי הוא ממש מרגש הוא מה שהיא מכנה "השוואה בין שינוי". זה חזר לימי היותה מקורבת בוגרת בצוות ההדמיה של גלילאו, שם עשתה השוואות כדי לחפש שינויים לפני השטח באחד מירחי יופיטר, Io, והצליחה להרחיב את ההשוואות שלה כך שתכלול תמונות Voyager ישנות יותר של Io.
יש לנו תמונות גלילאו של Io, שצולמו בסוף שנות התשעים, ויש לנו תמונות של וויאג'ר של Io, שצולמו בשנת 1979. אז יש שני עשורים בין השניים. אם אתה יכול לבצע השוואה נאמנה של התמונות, אתה יכול ללמוד על מה שהשתנה בינתיים, לקבל קצת תחושה עד כמה העולם פעיל מבחינה גיאולוגית. סינתיה עשתה את ההשוואה הזו עבור Io, ואז עשתה זאת עבור התכונות העדינות בהרבה של אירופה.
זה אולי נשמע כמו משימה של מה בכך. ולתכונות ברוטו באמת אני מניח שכן. אתה פשוט מסתכל על התמונות ורואה אם משהו השתנה. אבל מכיוון שמצלמת הוויאג'ר הייתה כל כך שונה, מכיוון שהתמונות שלה צולמו בזוויות תאורה שונות מזו של תמונות גלילאו, מכיוון שהפילטרים הספקטרליים היו שונים, ישנם כל מיני דברים שברגע שאתה עולה על סולם הבדיקה הגדול ביותר, עושים כל כך הרבה קשה יותר ממה שזה נשמע. סינתיה מצלמת את תמונות הוויאג'ר הישנות, ואם תרצו, הופכת אותן ככל האפשר לתמונות מסוג גלילאו. ואז היא מכסה על התמונות, כביכול, ועושה בדיקת מחשב אם יש שינויים גיאולוגיים.
כאשר עשתה זאת עם אירופה כחלק מהדוקטורט שלה. התזה, היא גילתה שלא היו שינויים ניתנים לצפייה במשך 20 שנה באזורים האירופיים אליהם יש לנו תמונות משני החלליות. לפחות לא ברזולוציה של חללית וויאג'ר - אתה תקוע עם הרזולוציה הנמוכה ביותר, נניח כשני ק"מ לפיקסל.
לאורך כל תקופת המשימה לגלילאו, יש לך במקרה הטוב חמש וחצי שנים. הרעיון של סינתיה הוא שסביר יותר שתגלה שינוי בתכונות קטנות יותר, בהשוואה לגלילאו לגלילאו, ברזולוציה הגבוהה הרבה יותר שמעניקה לך גלילאו, ממה שעבדת עם תמונות שצולמו בהפרש של 20 שנה אבל דורשות אתה תעבוד במהירות של שני ק"מ לפיקסלים. אז היא הולכת לעשות את ההשוואה בין גלילאו לגלילאו.
הסיבה שזה מעניין מנקודת מבט אסטרוביולוגית היא שכל סימן לפעילות גיאולוגית באירופה עשוי לתת לנו כמה רמזים לגבי האופן שבו האוקיאנוס והמשטח מתקשרים. המרכיב הנוסף בפרויקט של סינתיה הוא להבין טוב יותר את חבילת התהליכים המעורבים באותה אינטראקציות ומה ההשלכות האסטרוביולוגיות שלהם.
AM: אתה וקווין האנד עובדים יחד כדי לחקור כמה מהאינטראקציות הכימיות המאמינות כי מתרחשות באירופה. על מה תסתכל ספציפית?
ישנם מספר מרכיבים של העבודה שאני עושה עם קווין. מרכיב אחד נובע ממאמר שהיה בידי קווין ואני במדע בשנת 2001, שקשור בייצור בו זמנית של תורמי אלקטרונים ומקבלי אלקטרונים. החיים כפי שאנו מכירים אותם, אם הם אינם משתמשים באור שמש, מתפרנסים על ידי שילוב תורמי אלקטרונים וקולטנים וקצירת האנרגיה המשוחררת.
לדוגמא, אנו בני האדם, כמו בעלי חיים אחרים, משלבים את תורם האלקטרונים שלנו, שהוא הפחמן המופחת, עם חמצן, שהוא מקבל האלקטרונים שלנו. מיקרובים, תלוי במיקרו, עשויים להשתמש באחד, או במספר, של זיווגים רבים ושונים אפשריים של תורמי אלקטרונים ומקבלי אלקטרונים. קווין ואני מצאנו דרכים אבוטיות שניתן יהיה לייצר זיווגים אלו באירופה, תוך שימוש במה שאנו מבינים אודות אירופה כעת. רבים מאלה מופקים באמצעות פעולת הקרינה. אנו נמשיך בעבודה זו בהדמיות מפורטות הרבה יותר.
אנו גם נבחן את פוטנציאל ההישרדות של סמנים ביולוגיים על פני אירופה. כלומר, אם אתה מנסה לחפש סמנים ביולוגיים ממסלול, בלי לרדת אל פני השטח ולחפור, איזו מין מולקולות היית מחפש ומה הסיכויים שלך לראות אותם בפועל, בהתחשב בכך שיש אינטנסיבי סביבת קרינה על פני השטח שאמורה לבזות אותם לאט? אולי זה אפילו לא יהיה איטי. זה חלק ממה שאנחנו רוצים להבין. כמה זמן אתה יכול לצפות בסמנים ביולוגיים מסוימים שיחשפו בביולוגיה שישרדו על פני השטח? האם כל כך קצר שמבט ממסלול לא הגיוני בכלל, או שהוא מספיק ארוך כדי שזה יהיה שימושי?
זה צריך להיות מקופל להבנה של תחלופה, או מה שנקרא "גינון השפעה" על פני השטח, שהוא מרכיב נוסף בעבודתי עם סינתיה פיליפס, אגב. קווין יתמודד עם זה על ידי התבוננות באנלוגים יבשתיים.
AM: איך אתה קובע אילו סמנים ביולוגיים ללמוד?
CC: ישנן תרכובות כימיות מסוימות המשמשות בדרך כלל כסמנים ביולוגיים בסלעים החוזרים מיליארדי שנים אחורה בעבר היבשתי. Hopanes, למשל, נחשבים לסמנים ביולוגיים במקרה של ציאנובקטריה. סמנים ביולוגיים אלו עמדו בקרינת רקע כלשהי שנמצאה בסלעים אלה מהתפרקות אורניום, אשלגן, וכן הלאה, במשך למעלה משני מיליארד שנה. זה נותן סוג של קו בסיס אמפירי לשרידות של סוגים מסוימים של סמנים ביולוגיים. אנו רוצים להבין כיצד זה משתווה לסביבת הקרינה והחמצון על פני אירופה, שהולכת להיות קשה יותר.
גם קווין וגם מקס ברנשטיין עומדים להשיג את השאלה הזו על ידי ביצוע הדמיות מעבדה. מקס עומד להקרין סמנים ביולוגיים המכילים חנקן בטמפרטורות נמוכות מאוד במנגנון המעבדה שלו, מנסה להבין את שרידותם של הסמנים הביולוגיים וכיצד קרינה משנה אותם.
AM: כי גם אם הסמנים הביולוגיים לא ישרדו בצורתם המקורית, הם עלולים להפוך לצורה אחרת שחללית יכולה לזהות?
CC: זה יכול להיות המקרה. או שהם עלולים להפוך למשהו שאי אפשר להבחין ברקע מטאוריטית. העניין הוא לעשות את הניסוי ולברר. וכדי לקבל תחושה טובה של סולם הזמן.
זה יהיה חשוב גם מסיבה אחרת. סוג ההשוואה היבשתית שהזכרתי זה עתה, למרות שאני חושב שזה משהו שעלינו לדעת, יכול להיות שיש לו גבולות מכיוון שכל מולקולה אורגנית שנמצאת על פני אירופה נמצאת בסביבה מחמצנת מאוד, בה נוצר החמצן על ידי הקרינה המגיבה עם הקרח. פני השטח של אירופה כנראה מחמצנים יותר מאשר הסביבה שמולקולות אורגניות ירגישו כלואות בסלע על כדור הארץ. מכיוון שמקס יעשה ניסויי קרינה אלה בקרח, הוא יוכל לתת לנו הדמיה טובה של סביבת השטח באירופה.
המקור המקורי: מגזין אסטרוביולוגיה
