Livet på Jupiter Moon Europa kan gemme sig i dybderne for at overleve

Juptier

Europa, set fra NASAs Galileo -rumfartøj. Synlige er sletter med lys is, revner, der løber til horisonten, og mørke pletter, der sandsynligvis indeholder både is og snavs. (Image credit: NASA/Ted Stryk)



Betragtes som en af ​​de bedste potentielle kilder til udenjordisk liv i solsystemet, kan Jupiters måne Europa være vært for livet i havet dybt under månens iskolde skorpe.



Nogle organismer kunne endda rejse til Europas overflade gennem revner og ustabilitet i skorpen, spekulerer nogle forskere. Men stråling fra Jupiters magnetosfære bombarderer konstant månen og kan tilintetgøre liv på lave dybder, hvilket gør det svært at opdage med en orbiter eller lander.

Så forskere forsøger eksperimentelt at bestemme, hvor dybt organisk livet på Europa skal skjule sig for at undgå at blive ødelagt.



Jupiters magnetosfære sprænger Europa-som er lidt mindre end Jordens måne-med elektroner med høj energi i megaelektron volt (MeV) -området. Men de fleste af de videnskabelige data om, hvordan højenergi-stråling påvirker organisk, har fokuseret på det medicinske område, hvor undersøgelser søger at bestemme, hvordan kemoterapi påvirker menneskekroppen. Denne forskning fokuserer på vand, kroppens primære komponent.

'Enkle teorier om, hvor dybt elektronerne går, er kun kendt for elektroner med meget høj energi,' sagde Murthy Gudipati, fra NASAs Jet Propulsion Laboratory, som administreres af California Institute of Technology i Pasadena. Gudipatis forskning fokuserer på, at elektroner i stedet bombarderer is. [Fotos: Europa, Mysterious Icy Moon of Jupiter]

'Selv i megaelektron volt -området har vi ingen laboratoriedata, der er blevet målt på is indeholdende organisk stof, hvilket er virkelig vigtigt for astrobiologien,' sagde Gudipati.



Europas model

Model af Europas interiør. Månen menes at have en metallisk kerne omgivet af et stenet indre, og derefter et globalt hav oven på det, omgivet af en skal af vandis(Billedkredit: NASA)

Elektronernes magt



Gudipati og hans team placerede organiske detektormolekyler bag is af varierende tykkelse og affyrede derefter en elektronpistol mod dem. De målte ikke kun, hvor dybt elektronerne selv rejste, men også penetrationen af ​​fotonerne, der blev slået løs af elektronerne - en sekundær effekt, som andre eksperimenter ikke har sporet.

'Disse fotoner kan trænge langt dybere og forårsage skade på organisk stof,' sagde Gudipati.

Processen ligner at placere en person bag en væg og tale ved forskellige frekvenser, mens man ændrer tykkelsen af ​​barrieren, tilføjede han. Bortset fra selvfølgelig kan de undersøgte frekvenser her dræbe organiske molekyler frem for at tale med dem.

Wes Patterson, planetforsker ved Johns Hopkins University, sammenlignede virkningerne af Jupiters stråling med de doser, folk kan få under et besøg på hospitalet.

'Der er en grund til, at laboratorieteknikere bærer blyveste, når de giver røntgenstråler,' sagde Patterson. 'Eksponering over kort tid gør måske ikke for meget ved dig, men hvis du konstant udsættes for stråling, vil det skade kroppen.'

Han gentog vigtigheden af ​​forskningens eksperimenter med is frem for vand og kaldte det 'et vigtigt første skridt'.

Europa, en måne blandt mange kredsende Jupiter, ser ud til at have et formodet hav gemt under sin frosne overfladeskorpe. Hårdere kameraer vil imidlertid være nødvendige for at omfatte vandområderne under dets isskal.

Europa, en måne blandt mange kredsende Jupiter, ser ud til at have et formodet hav gemt under sin frosne overfladeskorpe. Hårdere kameraer vil imidlertid være nødvendige for at omfatte vandområderne under dets isskal.(Billedkredit: NASA)

Trin for trin

Teamet fokuserede på lavenergi elektronstråling, op til ti tusinde gange mindre end den intense spærring, der blev pumpet ud af Jupiter . I dette lavere område er dybden, som elektronerne trænger ind i, direkte relateret til strålingsstyrken.

Forskerne overvejede tre scenarier, da bombardementet stiger i styrke. To tager højde for potentielle ændringer, der kan komme med dybde; ved stærkere energier kunne elektronerne gøre mere eller mindre skade, som teamet har beregnet. Men hvis resultaterne forbliver de samme ved højere energiniveauer, vil stråling på 100 MeV trænge ind mellem 60 til 80 centimeter (23 til 32 tommer).

Dette lyder måske ikke som om det ville være et problem, men hvis en lander sendt til Europa kun graver 0,6 meter ned i et stærkt bestrålet område af skorpen på jagt efter liv, ville det højst sandsynligt ikke finde noget, fordi elektroner sandsynligvis ville have ødelagt alle organiske stoffer i regionen. [ Touring Jupiters store måner: Io, Ganymede, Europa, Callisto ]

Teamet planlægger at forlænge undersøgelsen om virkningerne af øget strålingsenergi trinvist. En grund til den gradvise forlængelse er, fordi ikke hele Europa oplever den samme eksponering.

Jupiters magnetosfære roterer med planeten cirka hver tiende time, mens det tager 85 timer for Europa at kredse Jupiter. Følgelig overhaler magnetosfæren konstant månen og udsætter bagsiden eller den bageste halvkugle for mere stråling end fronten. Den ækvatoriale region på den bageste side lider mere skade end dens poler.

'Vi er nødt til at forstå, hvordan dybden varierer med placering,' sagde Patterson.

Det er noget Gudipati håber at opnå.

'Vi er nødt til at foretage trin-for-trin laboratorieundersøgelser, der dækker så meget af regionen som muligt, der er relevant for Europa,' sagde han.

Til sidst håber han at køre eksperimenter på energiområder, der kan sammenlignes med Jupiters magnetfelt, selvom han bemærkede, at hvert trin vil blive dyrere. Men når det kommer til at forberede en mission til Europa, kan omkostningerne ved utilstrækkelig viden være højere.

'Hvis vi investerer millioner eller milliarder [i en mission til Europa], så er det værd at investere en halv million til en million dollars for at få dækket hele dette område,' sagde Gudipati.

Patterson var enig. 'Det ligner en rigtig god start på noget, der ville være vigtigt for fremtidig overvejelse for landing på Europa og endda for at forsøge at forstå, hvad vi kunne observere fra kredsløb.'

Sådanne eksperimenter kan hjælpe med at skabe realistiske mål for potentielle missioner til Europa. Uden dem, at finde organiske molekyler på den isnende måne kunne være langt mere udfordrende, sagde forskere.

'Hvis vi ikke ved, hvor dybt vi skal grave gennem laboratoriesimuleringer, vil vi smide en mønt,' sagde Gudipati.

Denne historie blev leveret af Astrobiology Magazine , en webbaseret publikation sponsoreret af NASA astrobiologiprogram .