เครดิตรูปภาพ: NASA
Christopher Chyba เป็นผู้ตรวจสอบหลักของทีมผู้นำ SETI Institute ของ NASA Astroiology Institute (NAI) Chyba เคยเป็นหัวหน้าศูนย์ของ SETI Institute เพื่อการศึกษาชีวิตในจักรวาล ทีม NAI ของเขากำลังติดตามกิจกรรมการวิจัยที่หลากหลายโดยมองที่จุดเริ่มต้นของชีวิตบนโลกและความเป็นไปได้ของการมีชีวิตบนโลกอื่น โครงการวิจัยของทีมของเขาหลายแห่งจะตรวจสอบศักยภาพของชีวิตและวิธีการตรวจจับอย่างใดอย่างหนึ่งบนดวงจันทร์ยูโรปาของจูปิเตอร์ เฮนรีบอร์ทแมนบรรณาธิการบริหารของนิตยสารชีววิทยาได้พูดคุยกับชีบาเกี่ยวกับงานนี้
นิตยสาร Astrology: หนึ่งในประเด็นสำคัญของการวิจัยส่วนตัวของคุณคือความเป็นไปได้ของชีวิตบนดวงจันทร์ยูโรปาของจูปิเตอร์ หลายโครงการที่ได้รับทุนจาก NAI ให้การสนับสนุนกับโลกที่เต็มไปด้วยน้ำแข็ง
Christopher Chyba: ขวา. เราสนใจปฏิสัมพันธ์ของชีวิตและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ มีสามโลกที่น่าสนใจที่สุดจากมุมมองนั้น: Earth, Mars และ Europa และเรามีโปรเจ็กต์มากมายที่เกี่ยวข้องกับยูโรปา Cynthia Phillips เป็นผู้นำของหนึ่งในโครงการเหล่านั้น นักเรียนที่จบการศึกษาของฉันที่นี่ที่ Stanford, Kevin Hand หัวขึ้นอีกคนหนึ่ง; และ Max Bernstein ซึ่งเป็นสถาบัน SETI P.I. เป็นผู้นำในอันดับที่สาม
มีสององค์ประกอบสำหรับโครงการของ Cynthia สิ่งที่ฉันคิดว่าน่าตื่นเต้นจริงๆคือสิ่งที่เธอเรียกว่า "การเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลง" สิ่งนั้นย้อนกลับไปในสมัยที่เธอเป็นเพื่อนร่วมงานระดับบัณฑิตศึกษาในทีมถ่ายภาพกาลิเลโอซึ่งเธอทำการเปรียบเทียบเพื่อค้นหาการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวบนดวงจันทร์ไอโออีกดวงของไอโอและสามารถขยายการเปรียบเทียบเพื่อรวมภาพรอบโลกเก่าของไอโอ
เรามีภาพกาลิเลโอของไอโอซึ่งถ่ายในช่วงปลายปี 1990 และเรามีภาพของวอยเอเจอร์ของไอโอซึ่งถ่ายในปี 1979 ดังนั้นจึงมีสองทศวรรษระหว่างสองภาพ หากคุณสามารถทำการเปรียบเทียบภาพที่ซื่อสัตย์ได้คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปในระหว่างกาลนี้ให้รับความรู้สึกของการใช้งานทางธรณีวิทยาของโลก ซินเธียทำการเปรียบเทียบนี้กับ Io จากนั้นทำเพื่อคุณสมบัติที่ละเอียดยิ่งขึ้นของ Europa
นั่นอาจฟังดูเป็นเรื่องเล็กน้อย และสำหรับคุณสมบัติขั้นต้นจริงๆฉันคิดว่ามันเป็น คุณแค่ดูรูปและดูว่ามีอะไรเปลี่ยนแปลงหรือไม่ แต่เนื่องจากกล้อง Voyager นั้นแตกต่างกันมากเนื่องจากภาพของมันถูกถ่ายในมุมแสงที่แตกต่างจากภาพของกาลิเลโอเนื่องจากฟิลเตอร์สเปกตรัมแตกต่างกันจึงมีหลายสิ่งหลายอย่างที่เมื่อคุณได้รับการตรวจสอบที่ใหญ่ที่สุด ยากกว่าฟังดู Cynthia ถ่ายภาพ Voyager เก่าและหากคุณต้องการจะแปลงภาพให้ใกล้เคียงกับภาพเดียวที่สุดให้เป็นภาพประเภทกาลิเลโอ จากนั้นเธอซ้อนภาพเพื่อพูดและคอมพิวเตอร์ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา
เมื่อเธอทำสิ่งนี้กับ Europa ในฐานะเป็นส่วนหนึ่งของปริญญาเอกของเธอ วิทยานิพนธ์เธอพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ใน 20 ปีในส่วนของ Europa ที่เรามีภาพจากยานอวกาศทั้งสอง อย่างน้อยไม่ได้อยู่ที่ความละเอียดของยานอวกาศ Voyager - คุณติดอยู่ที่ความละเอียดต่ำสุดพูดประมาณสองกิโลเมตรต่อพิกเซล
ตลอดระยะเวลาของภารกิจกาลิเลโอคุณมีเวลาห้าปีครึ่งที่ดีที่สุด แนวคิดของซินเทียคือคุณมีแนวโน้มที่จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติที่เล็กกว่าในการเปรียบเทียบแบบกาลิเลโอกับกาลิเลโอด้วยความละเอียดที่สูงกว่าที่กาลิเลโอมอบให้คุณมากกว่าที่คุณทำงานกับภาพที่ถ่ายกัน 20 ปี ให้คุณทำงานที่สองกิโลเมตรต่อพิกเซล ดังนั้นเธอจะทำการเปรียบเทียบกาลิเลโอกับกาลิเลโอ
เหตุผลที่น่าสนใจจากมุมมองทางโหราศาสตร์คือสัญญาณใด ๆ ของกิจกรรมทางธรณีวิทยาในยูโรปาอาจทำให้เรารู้ว่ามหาสมุทรและพื้นผิวมีปฏิกิริยาอย่างไร องค์ประกอบอื่นของโครงการของ Cynthia คือการเข้าใจชุดของกระบวนการที่เกี่ยวข้องในการโต้ตอบเหล่านั้นและสิ่งที่เกี่ยวข้องกับโหราศาสตร์
AM: คุณและเควินแฮนด์กำลังทำงานร่วมกันเพื่อศึกษาปฏิกิริยาทางเคมีที่เชื่อว่าเกิดขึ้นในยูโรปา คุณจะมองอะไรเป็นพิเศษ
มีองค์ประกอบหลายอย่างของงานที่ฉันทำกับเควิน องค์ประกอบหนึ่งเกิดจากกระดาษที่เควินและฉันมีในสาขาวิทยาศาสตร์ในปี 2544 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลิตผู้บริจาคอิเล็กตรอนและตัวรับอิเล็กตรอนในเวลาเดียวกัน ชีวิตอย่างที่เรารู้ถ้าไม่ใช้แสงอาทิตย์ทำมาหากินโดยการรวมผู้บริจาคอิเล็คตรอนและผู้ยอมรับและเก็บเกี่ยวพลังงานเสรี
ตัวอย่างเช่นมนุษย์เราเหมือนสัตว์อื่น ๆ รวมผู้บริจาคอิเล็กตรอนของเราซึ่งเป็นคาร์บอนลดลงกับออกซิเจนซึ่งเป็นตัวรับอิเล็กตรอนของเรา จุลินทรีย์ขึ้นอยู่กับจุลินทรีย์อาจใช้หนึ่งหรือหลายคู่ในการจับคู่ที่แตกต่างกันหลายอย่างของผู้บริจาคอิเล็กตรอนและตัวรับอิเล็กตรอน เควินและฉันกำลังค้นหาวิธีที่ไม่เหมาะสมที่การจับคู่เหล่านี้สามารถผลิตได้ในยูโรปาโดยใช้สิ่งที่เราเข้าใจเกี่ยวกับยูโรปาตอนนี้ สิ่งเหล่านี้จำนวนมากผลิตผ่านการกระทำของรังสี เราจะทำงานต่อไปในแบบจำลองที่มีรายละเอียดมากขึ้น
เราจะดูศักยภาพการเอาชีวิตรอดของนักสำรวจไบโอที่พื้นผิวของยูโรปา กล่าวคือถ้าคุณกำลังพยายามมองหาไบโอมาร์คเกอร์จากยานอวกาศโดยไม่ต้องลงไปที่ผิวน้ำและขุดคุณจะมองหาโมเลกุลประเภทใดและโอกาสในการมองเห็นพวกมันจริง ๆ เพราะมีความเข้มข้น สภาพแวดล้อมของการแผ่รังสีที่พื้นผิวซึ่งควรจะค่อยๆลดลง? บางทีมันอาจจะไม่ได้ช้าขนาดนั้น นั่นเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่เราต้องการเข้าใจ นานแค่ไหนที่คุณสามารถคาดหวังให้นักชีวภาพบางคนที่จะเปิดเผยเกี่ยวกับชีววิทยาเพื่อความอยู่รอดบนพื้นผิว? มันสั้นเกินไปที่การมองจากวงโคจรนั้นไม่สมเหตุสมผลเลยหรือนานพอที่มันจะมีประโยชน์หรือไม่
สิ่งนั้นจะต้องมีความเข้าใจในผลประกอบการหรือสิ่งที่เรียกว่า "สวนผลกระทบ" บนพื้นผิวซึ่งเป็นองค์ประกอบหนึ่งของงานของฉันกับซินเทียฟิลลิปส์ เควินจะได้รับสิ่งนั้นโดยดูจากภาคพื้นดินอะนาล็อก
AM: คุณจะกำหนดว่าจะศึกษาไบโอมาร์คเกอร์อย่างไร
CC: มีสารประกอบทางเคมีบางอย่างที่ใช้กันทั่วไปในฐานะนักชีวภาพในหินที่ย้อนกลับไปหลายพันล้านปีในโลกที่ผ่านมา ยกตัวอย่างเช่น Hopanes ถูกมองว่าเป็นไบโอมาร์คเกอร์ในกรณีของไซยาโนแบคทีเรีย biomarkers เหล่านี้ทนต่อสิ่งที่มีการแผ่รังสีพื้นหลังในหินเหล่านั้นจากการสลายตัวของยูเรเนียมโพแทสเซียมและอื่น ๆ มานานกว่าสองพันล้านปี นั่นทำให้เรามีพื้นฐานเชิงประจักษ์สำหรับความอยู่รอดของนักชีวภาพบางประเภท เราต้องการที่จะเข้าใจว่ามันเปรียบเทียบกับสภาพแวดล้อมของการแผ่รังสีและออกซิเดชั่นบนพื้นผิวของยูโรปาซึ่งจะรุนแรงกว่านี้มากน้อยเพียงใด
ทั้งเควินและแม็กซ์เบิร์นสไตน์จะได้รับคำถามหลังจากทำแบบจำลองห้องปฏิบัติการ แม็กซ์กำลังจะทำการฉายรังสีไบโอมาร์คเกอร์ที่มีอุณหภูมิต่ำมากในเครื่องมือทดลองของเขาพยายามทำความเข้าใจความอยู่รอดของไบโอมาร์คเกอร์และการเปลี่ยนแปลงของรังสี
AM: เพราะถึงแม้ว่านักชีวภาพจะไม่สามารถอยู่รอดในรูปแบบดั้งเดิมของพวกเขาพวกเขาอาจถูกแปลงเป็นรูปแบบอื่นที่ยานอวกาศสามารถตรวจจับได้
CC: นั่นอาจเป็นกรณี หรือพวกเขาอาจถูกแปลงเป็นสิ่งที่แยกไม่ออกจากภูมิหลังของอุกกาบาต จุดประสงค์คือทำการทดลองและค้นหา และเพื่อให้ได้ความรู้สึกที่ดีของช่วงเวลา
มันจะมีความสำคัญด้วยเหตุผลอื่นเช่นกัน การเปรียบเทียบพื้นโลกที่ฉันเพิ่งพูดถึงในขณะที่ฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งที่เราควรรู้อาจมีข้อ จำกัด เนื่องจากโมเลกุลอินทรีย์ใด ๆ บนพื้นผิวของยูโรปาอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์สูง พื้นผิวของ Europa อาจเกิดการออกซิไดซ์มากกว่าโมเลกุลของสารอินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่จะติดอยู่ในหินบนโลก เนื่องจากแม็กซ์จะทำการทดลองการแผ่รังสีเหล่านี้ในน้ำแข็งเขาจะสามารถจำลองสภาพแวดล้อมพื้นผิวบนยูโรปาได้เป็นอย่างดี
แหล่งต้นฉบับ: นิตยสาร Astroiology
