La próxima misión Europa Clipper de la NASA podrá identificar vida en los granos de hielo emitidos por Europa, la luna de Júpiter, si existe.
Los océanos cubiertos de hielo de algunas de las lunas que orbitan alrededor de Saturno y Júpiter son candidatos principales en la búsqueda de vida más allá de la Tierra.
“Por primera vez hemos demostrado que incluso una pequeña fracción de material celular podría identificarse utilizando un espectrómetro de masas a bordo de una nave espacial”, dijo en un comunicado Fabian Klenner, investigador postdoctoral de la Universidad de Washington en ciencias de la Tierra y el espacio, y autor. de nuevas investigaciones sobre el tema. “Nuestros resultados nos dan más confianza en que, utilizando los próximos instrumentos, seremos capaces de detectar formas de vida similares a la Tierra, que creemos cada vez más que podrían estar presentes en lunas con océanos”.
El estudio de acceso abierto se publicó el 22 de marzo en Science Advances.
La misión Cassini que finalizó en 2017 descubrió grietas paralelas cerca del polo sur de Encelado, la luna de Saturno. De estas grietas emanan columnas que contienen gas y granos de hielo. La misión Europa Clipper de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para octubre, llevará más instrumentos para explorar Europa, la luna helada de Júpiter, con aún más detalle.
Para prepararse para esa misión, los investigadores están estudiando lo que podría encontrar esta nueva generación de instrumentos. Es técnicamente prohibitivo simular directamente granos de hielo que vuelan por el espacio a entre 4 y 6 kilómetros por segundo para impactar contra un instrumento de observación, como lo será la velocidad real de colisión. En cambio, los autores utilizaron una configuración experimental que envía un fino haz de agua líquida al vacío, donde se desintegra en gotas. Luego utilizaron un rayo láser para excitar las gotas y un análisis espectral de masas para imitar lo que detectarán los instrumentos de la sonda espacial.
Los resultados recientemente publicados muestran que los instrumentos previstos para futuras misiones, como el analizador de polvo SURface a bordo del Europa Clipper, pueden detectar material celular en uno de los millones de granos de hielo.
El estudio se centró en Sphingopyxis alaskensis, una bacteria común en las aguas de Alaska. Si bien muchos estudios utilizan la bacteria Escherichia coli como organismo modelo, este organismo unicelular es mucho más pequeño, vive en ambientes fríos y puede sobrevivir con pocos nutrientes. Todas estas cosas lo convierten en un mejor candidato para los tipos de vida que pueden existir en las lunas heladas de Saturno o Júpiter.
“Son extremadamente pequeños, por lo que en teoría pueden caber en los granos de hielo emitidos por un mundo oceánico como Encelado o Europa”, dijo Klenner.
Los resultados muestran que los instrumentos pueden detectar esta bacteria, o partes de ella, en un solo grano de hielo. Diferentes moléculas terminan en diferentes granos de hielo. La nueva investigación muestra que analizar granos de hielo individuales, donde se puede concentrar biomaterial, es más exitoso que promediar una muestra más grande que contenga miles de millones de granos individuales.
Un estudio reciente dirigido por los mismos investigadores mostró evidencia de fosfato en Encelado. Este cuerpo planetario parece contener ahora energía, agua, fosfato, otras sales y material orgánico a base de carbono, lo que hace que sea cada vez más probable que albergue formas de vida similares a las que se encuentran en la Tierra.
Los autores plantean la hipótesis de que si las células bacterianas estuvieran encerradas en una membrana lipídica, como las de la Tierra, también formarían una piel en la superficie del océano. En la Tierra, la espuma del océano es una parte clave de la espuma del mar que contribuye al olor del océano. En una luna helada donde el océano está conectado a la superficie, por ejemplo a través de grietas en la capa de hielo, el vacío del espacio exterior haría que este océano subterráneo hirviera. Las burbujas de gas suben a través del océano y estallan en la superficie, donde el material celular se incorpora a los granos de hielo dentro de la columna.
“Aquí describimos un escenario plausible de cómo las células bacterianas pueden, en teoría, incorporarse al material helado que se forma a partir de agua líquida en Encelado o Europa y luego se emite al espacio”, dijo Klenner.
El analizador de polvo SURface a bordo del Europa Clipper tendrá mayor potencia que los instrumentos de misiones anteriores. Este y futuros instrumentos también podrán detectar iones cargados negativamente por primera vez, lo que los hará más adecuados para detectar ácidos grasos y lípidos.
“Para mí, es aún más emocionante buscar lípidos o ácidos grasos que buscar componentes básicos del ADN, y la razón es que los ácidos grasos parecen ser más estables”, dijo Klenner.
“Con la instrumentación adecuada, como el analizador de polvo SURface de la sonda espacial Europa Clipper de la NASA, podría ser más fácil de lo que pensábamos encontrar vida, o rastros de ella, en lunas heladas”, dijo el coautor principal Frank Postberg, profesor de Ciencias Planetarias. Ciencias en la Freie Universität Berlin. “Si hay vida allí, por supuesto, y le interesa estar encerrado en granos de hielo que se originan en un entorno como un depósito de agua subterráneo”.
