Europa y Encelado son objetivos principales en la búsqueda de evidencia de vida extraterrestre en nuestro sistema solar. Sin embargo, la superficie y la capa subsuperficial poco profunda de estas lunas heladas sin aire están constantemente expuestas a radiación ionizante que puede degradar las firmas bioquímicas. Por lo tanto, tomar muestras de superficies de hielo en futuras misiones de detección de vida a Europa y Encelado requiere una comprensión clara de la profundidad de hielo necesaria donde pueden existir biomoléculas orgánicas no modificadas. Un equipo de científicos de la NASA y la Universidad Estatal de Pensilvania realizaron experimentos exponiendo aminoácidos biológicos y abióticos individuales en hielo a radiación gamma para simular las condiciones en estos mundos helados.

La superficie de Europa parece enorme en esta vista en color recién procesada; La escala de la imagen es de 1,6 kilómetros por píxel; El norte se encuentra a la derecha de Europa. Crédito de la imagen: NASA/JPL/Instituto SETI.

«Según nuestros experimentos, la profundidad de muestreo ‘segura’ para los aminoácidos en Europa es de unos 20 cm (8 pulgadas) en las altas latitudes del hemisferio tardío (hemisferio opuesto)», dijo el Dr. Alexander Pavlov, investigador del Centro Goddard de la NASA. Centro de Vuelos Espaciales «Para la dirección del movimiento de Europa alrededor de Júpiter) en la región donde la superficie no se vio muy perturbada por los impactos de meteoritos».

«La detección de aminoácidos en Encelado no requiere un muestreo del subsuelo; estas moléculas sobrevivirán a la desintegración radiactiva en cualquier lugar de Encelado a menos de unos pocos milímetros (un décimo de pulgada) de la superficie».

El Dr. Pavlov y sus colegas utilizaron aminoácidos en experimentos de radiólisis como posibles representantes de biomoléculas en lunas heladas.

Los aminoácidos pueden ser creados por la vida o por química no biológica.

Sin embargo, encontrar ciertos tipos de aminoácidos en Europa o Encelado podría ser una señal potencial de vida, porque la vida terrestre los utiliza como componente para construir proteínas.

Las proteínas son esenciales para la vida porque se utilizan para producir enzimas que aceleran o regulan reacciones químicas y crean estructuras.

Los aminoácidos y otros compuestos de los océanos subterráneos pueden subir a la superficie mediante la actividad de los géiseres o el lento movimiento de la corteza de hielo.

Para evaluar la supervivencia de los aminoácidos en estos mundos, los investigadores mezclaron muestras de aminoácidos con hielo enfriado a aproximadamente -196 grados Celsius (menos 321 grados Fahrenheit) en viales herméticos y sin aire, y luego los bombardearon con rayos gamma, un tipo de alta -energía luminosa, en diferentes dosis.

Dado que los océanos pueden albergar vida microscópica, también probaron la supervivencia de aminoácidos en bacterias muertas en el hielo.

Finalmente, probaron muestras de aminoácidos en el hielo mezclado con polvo de silicato para estudiar la posibilidad de que material de meteoritos o del interior se mezcle con la superficie del hielo.

Los experimentos proporcionaron datos fundamentales para determinar las tasas de descomposición de aminoácidos, llamadas constantes de radiólisis.

Con estos datos, los científicos utilizaron la edad de la superficie del hielo y el entorno de radiación de Europa y Encelado para calcular la profundidad de los cráteres y los lugares donde el 10% de los aminoácidos podrían escapar a la destrucción por radiación.

Aunque ya se han realizado experimentos para comprobar la supervivencia de los aminoácidos en el hielo, este es el primero en utilizar dosis de radiación más bajas que no disocian completamente los aminoácidos, ya que basta con cambiarlos o descomponerlos para que sea imposible determinar si son signos potenciales de vida.

Este es también el primer experimento que utiliza las condiciones de Europa/Encélado para evaluar la supervivencia de estos compuestos en microorganismos, y el primero en probar la supervivencia de aminoácidos mezclados con polvo.

Los científicos han descubierto que los aminoácidos se descomponen más rápido cuando se mezclan con polvo, pero se descomponen más lentamente cuando provienen de microorganismos.

El Dr. Pavlov dijo: «Las lentas tasas de destrucción de aminoácidos en muestras biológicas en condiciones de superficie similares a las de Europa y Encelado respaldan el caso de futuras mediciones de detección de vida mediante misiones de aterrizaje en Europa y Encelado».

“Nuestros resultados indican que las tasas de descomposición de posibles biomoléculas orgánicas en regiones ricas en sílice tanto en Europa como en Encelado son más altas que las del hielo puro y, por lo tanto, las posibles misiones futuras a Europa y Encelado deben tener cuidado al tomar muestras de sitios ricos en sílice. en ambas lunas.» «glaciares».

«Una posible explicación de por qué los aminoácidos persisten más tiempo en las bacterias implica las formas en que la radiación ionizante altera las moléculas: directamente rompiendo enlaces químicos o indirectamente creando compuestos reactivos cercanos que luego alteran o descomponen la molécula deseada».

“Es posible que la matriz celular bacteriana sea la encargada de proteger los aminoácidos de los compuestos reactivos producidos por la radiación”.

el equipo papel Fue publicado en la revista. Astrobiología.

_____

Alejandro A. Pávlov et al2024. Efectos radiativos sobre los aminoácidos biológicos y abióticos en la superficie del hielo poco profundo de Europa y Encelado. Astrobiología 24 (7); doi: 10.1089/ast.2023.0120

Este artículo ha sido modificado de la versión original publicada por la NASA.