Europa, una luna de Júpiter, y Encelado, una luna de Saturno, tienen evidencia de océanos debajo de sus capas de hielo. Un experimento de la NASA sugiere que si estos océanos albergan vida, las huellas de esa vida en forma de moléculas orgánicas (por ejemplo, aminoácidos, ácidos nucleicos, etc.) podrían sobrevivir sólo debajo de la superficie del hielo, a pesar de la intensa radiación en estos mundos. . Si se envían módulos de aterrizaje robóticos para buscar signos de vida en estas lunas, no tendrán que cavar demasiado profundo para encontrar aminoácidos que hayan escapado de ser alterados o destruidos por la radiación.
“Según nuestros experimentos, la profundidad de muestreo ‘segura’ para los aminoácidos en Europa en latitudes altas en el hemisferio posterior (el hemisferio opuesto a la dirección del movimiento de Europa alrededor de Júpiter) es de aproximadamente 8 pulgadas (unos 20 cm), es decir, donde la superficie tiene Los impactos de meteoritos en la región no han sido muy afectados por los impactos de meteoritos en la región”, dijo Alexander Pavlov del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, en un artículo sobre la investigación publicado el 18 de julio en Astrobiology. Autor principal de “La detección de aminoácidos en Encelado no requiere muestreo del subsuelo: estas moléculas se radiolizan en cualquier punto de la superficie de Encelado, a menos de un décimo de pulgada (unos pocos milímetros debajo de la superficie).
Las superficies frías de estas lunas casi sin aire probablemente sean inhabitables debido a las partículas de alta velocidad atrapadas en los campos magnéticos de su planeta anfitrión y a eventos poderosos como la explosión de estrellas en el espacio profundo. Sin embargo, ambos tienen océanos debajo de sus superficies heladas que se calientan por las olas debido a la gravedad del planeta anfitrión y las lunas vecinas. Estos océanos subterráneos podrían albergar vida si tuvieran otras necesidades, como proporcionar energía, así como elementos y compuestos utilizados en moléculas biológicas.
El equipo de investigación utilizó aminoácidos como posibles representantes de biomoléculas en lunas heladas en experimentos de radiólisis. Los aminoácidos pueden crearse mediante química viva o no viva. Sin embargo, encontrar ciertos tipos de aminoácidos en Europa o Encelado sería una posible señal de vida porque la vida terrestre los utiliza como componente para producir proteínas. Las proteínas son esenciales para la vida porque se utilizan para producir enzimas que aceleran o regulan reacciones químicas y construyen estructuras. Los aminoácidos y otros compuestos pueden subir a la superficie desde los océanos subterráneos mediante la actividad de los géiseres o el lento movimiento de agitación de las capas de hielo.
Para evaluar la supervivencia de los aminoácidos en estos mundos, el equipo mezcló muestras de aminoácidos con hielo a -196 grados Celsius (-321 Fahrenheit) en viales sellados y sin aire y los bombardeó con rayos gamma, que es un tipo de alta energía. Ligero, en diferentes dosis. Como los océanos pueden albergar vida microscópica, también probaron la supervivencia de aminoácidos en bacterias muertas en el hielo. Finalmente, probaron muestras de aminoácidos en hielo mezclado con polvo de silicato para considerar una posible mezcla de material de meteoritos o del interior con hielo superficial.
Los experimentos proporcionaron datos importantes para determinar la velocidad a la que se descomponen los aminoácidos, conocida como constante de radiólisis. Con esto, el equipo utilizó la edad de la superficie del hielo y los entornos de radiación en Europa y Encelado para calcular las profundidades de perforación y las ubicaciones donde el 10 por ciento de los aminoácidos escaparían de la destrucción radiolítica.
Aunque ya se han realizado experimentos para probar la supervivencia de los aminoácidos en el hielo, este es el primero en utilizar una dosis baja de radiación que no disocia completamente los aminoácidos, ya que solo se puede detectar su alteración o degradación para determinarlo. Si son posibles señales de vida. Este es el primer experimento que utiliza las condiciones de Europa/Encélado para evaluar la supervivencia de estos compuestos en microorganismos y el primero en examinar la supervivencia de los aminoácidos encontrados en el polvo.
El equipo descubrió que los aminoácidos se degradan más rápido cuando se mezclan con el suelo, pero más lentamente cuando los suministran microorganismos.
“Las lentas tasas de destrucción de aminoácidos en muestras biológicas en condiciones de superficie similares a las de Europa y Encelado fortalecen el caso para futuras mediciones de detección de vida mediante las misiones de aterrizaje en Europa y Encelado”, dijo Pavlov. “Nuestros resultados sugieren que la tasa de degradación de posibles biomoléculas orgánicas en regiones ricas en sílice tanto en Europa como en Encelado es mayor que en el hielo puro y, por lo tanto, las posibles futuras misiones a Europa y Encelado para tomar muestras de regiones ricas en sílice deben tener cuidado”. Ambas lunas de hielo.”
Una posible explicación de por qué los aminoácidos sobreviven tanto tiempo en las bacterias tiene que ver con las formas en que la radiación ionizante altera las moléculas, ya sea directamente rompiendo sus enlaces químicos o indirectamente formando compuestos muy reactivos que luego alteran o descomponen la molécula de interés. Es posible que el material celular bacteriano proteja los aminoácidos de los compuestos reactivos producidos por la radiación.
La investigación fue apoyada por la NASA bajo el Premio No. 80GSFC21M0002, el Paquete de Trabajo de Investigación de Laboratorio Básico en Goddard a través del Programa de Financiamiento Científico Interno de la División de Ciencias Planetarias de la NASA y el Premio NfoLD de Astrobiología de la NASA 80NSSC18K1140.
