Dấu hiệu của sự sống có thể ở rất gần bề mặt của Europa và Enceladus

Một thí nghiệm của NASA gợi ý rằng nếu các đại dương này hỗ trợ sự sống, các dấu hiệu của sự sống dưới dạng các phân tử hữu cơ (ví dụ: axit amin, axit nucleic, v.v.) có thể tồn tại ngay dưới lớp băng bề mặt, mặc dù những thế giới này bị phươi dưới bức xạ mạnh mẽ. Nếu các tàu thăm dò tự động được gửi đến các vệ tinh này để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống, chúng sẽ không cần đào sâu để tìm thấy các axit amin đã sống sót qua sự thay đổi hoặc phá hủy bởi bức xạ.

"Dựa trên các thí nghiệm của chúng tôi, độ sâu lấy mẫu 'an toàn' cho các axit amin trên Europa là gần 8 inch (khoảng 20 cm) ở các vĩ độ cao của bán cầu sau (bán cầu đối diện với hướng di chuyển của Europa quanh Sao Mộc) ở khu vực mà bề mặt không bị nhiễu nhiều bởi các vụ va chạm thiên thạch," Alexander Pavlov thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, và là tác giả chính của một bài báo về nghiên cứu được công bố ngày 18 tháng 7 trên tạp chí Astrobiology cho biết. "Việc lấy mẫu dưới bề mặt là không cần thiết để phát hiện axit amin trên Enceladus - các phân tử này sẽ tồn tại dưới sự phân hủy do bức xạ (radiolysis) ở bất kỳ vị trí nào trên bề mặt Enceladus ở độ sâu không tới một phần mười inch (vài milimét)."

Bề mặt lạnh giá của các vệ tinh gần như không có khí quyển này có thể không sinh sống được do bức xạ từ các hạt vận tốc cao bị kẹt trong từ trường của hành tinh chủ và những sự kiện dữ dội trong không gian sâu, chẳng hạn như những vụ nổ supernova. Tuy nhiên, cả hai đều có các đại dương dưới lớp băng của chúng được sưởi ấm bởi lực triều sinh ra từ lực hấp dẫn của hành tinh chủ và các vệ tinh lân cận. Các đại dương dưới bề mặt này có thể chứa sự sống nếu chúng có các yếu tố cần thiết khác, chẳng hạn như nguồn cung cấp năng lượng cũng như các nguyên tố và hợp chất phổ biến trong các phân tử sinh học.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các axit amin trong các thí nghiệm phân hủy do bức xạ như là các đại diện tiềm năng của các phân tử sinh học trên các vệ tinh băng giá. Axit amin có thể được tạo ra bởi sự sống hoặc bởi phương pháp hóa học phi sinh học. Tuy nhiên, việc tìm thấy một số loại axit amin nhất định trên Europa hoặc Enceladus sẽ là một dấu hiệu tiềm năng của sự sống vì chúng được sử dụng bởi sự sống trên Trái Đất như một thành phần để tạo thành protein. Protein rất quan trọng đối với sự sống vì chúng được sử dụng để tạo ra các enzyme có tác dụng tăng tốc hoặc điều chỉnh các phản ứng hóa học và tạo ra các cấu trúc. Axit amin và các hợp chất khác từ các đại dương dưới bề mặt có thể được mang lên bề mặt bởi hoạt động của mạch nước phun hoặc chuyển động chậm của lớp vỏ băng.

Để đánh giá khả năng sống sót của axit amin trên các thế giới này, nhóm nghiên cứu đã trộn các mẫu axit amin với băng được làm lạnh đến khoảng âm 321 độ F (âm 196 độ C) trong các ống kín, không có không khí và bắn phá chúng bằng tia gamma, một loại bức xạ năng lượng cao. Vì các đại dương có thể chứa sự sống vi mô, họ cũng đã thử nghiệm sự sống sót của các axit amin trong vi khuẩn chết trong băng. Cuối cùng, họ đã thử nghiệm các mẫu axit amin trong băng trộn với bụi silicate để xem xét khả năng trộn lẫn vật liệu từ thiên thạch hoặc từ bên trong với băng bề mặt.

Các thí nghiệm đã cung cấp dữ liệu quan trọng để xác định tốc độ mà các axit amin phân hủy, được gọi là hằng số phân hủy do bức xạ. Với những dữ liệu này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tuổi của bề mặt băng và môi trường bức xạ tại Europa và Enceladus để tính toán độ sâu khoan và các vị trí mà 10% axit amin sẽ sống sót qua sự phá hủy do bức xạ.

Mặc dù các thí nghiệm để kiểm tra sự sống sót của các axit amin trong băng đã được thực hiện trước đây, đây là lần đầu tiên việc sử dụng các liều bức xạ thấp hơn không phá hủy hoàn toàn các axit amin, vì chỉ cần thay đổi hoặc làm suy yếu chúng cũng đủ để làm cho việc xác định chúng là dấu hiệu tiềm năng của sự sống trở nên không thể. Đây cũng là thí nghiệm đầu tiên sử dụng các điều kiện đã biết của Europa và Enceladus để đánh giá sự sống sót của các hợp chất này trong các vi sinh vật và lần đầu tiên thử nghiệm sự sống sót của các axit amin trộn với bụi.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện rằng các axit amin phân hủy nhanh hơn khi trộn với bụi nhưng chậm hơn nếu như chúng đến từ các vi sinh vật.

"Tốc độ phân hủy axit amin chậm trong các mẫu sinh học dưới các điều kiện bề mặt tương tự Europa và Enceladus thúc đẩy các phép đo để phát hiện sự sống trong các sứ mệnh đổ bộ lên Europa và Enceladus trong tương lai," Pavlov nói. "Kết quả của chúng tôi cho thấy tốc độ phân hủy của các phân tử hữu cơ tiềm năng trong các khu vực giàu silica trên cả Europa và Enceladus cao hơn so với băng tinh khiết, do đó, các sứ mệnh trong tương lai đến Europa và Enceladus nên cẩn thận khi lấy mẫu tại các khu vực giàu silica trên cả hai vệ tinh băng giá này."

Bryan
Theo Sciencedaily