Resumen: Dentro de nuestro sistema solar, la luna de Júpiter Europa está dentro de los pocos mundos potencialmente habitables. Es un mundo extraño, se cree que contiene un océano atrapado en forma de globo cubierto por una fina capa de hielo, y estar bombardeado por una intensa radiación desde la magnetosfera de Júpiter. Los investigadores del Instituto SETI quieren evaluar la potencialidad biológica de Europa y descubrir cómo los terrícolas podrían ir detectando signos de vida en esa luna distante.|





Por: Henry Bortman
Partes * 1, *2, *3

Christopher Chyba es el principal investigador del equipo líder del Instituto SETI del Instituto de Astrobiología de la NASA (NAI). Antiguamente Chyba lideraba el Centro para el Estudio de Vida en el Universo del Instituto SETI. Su equipo del NAI está persiguiendo un amplio rango de actividades de investigación, estudiando tanto el inicio de la vida en la Tierra como la posibilidad de vida en otros mundos. Varios de los proyectos de investigación de su equipo examinarán el potencial de vida – y como uno podría ir y detectarla – en el satélite Europa de Júpiter. El editor en jefe de la revista Astrobiology, Henry Bortman, recientemente habló con Chyba acerca de su trabajo.

Christopher Chyba, principal investigador del grupo líder del Instituto de Astrobiología SETI de la NASA. Crédito de la imagen: Instituto SETI

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Revista Astrobiology (AM): Una de las áreas de enfoque de su investigación personal ha sido la posibilidad de vida en la luna de Júpiter, Europa. Varios de los proyectos financiados por su apoyo de NAI trata de este mundo cubierto de hielo.

Christopher Chyba (CC): Correcto. Estamos interesados en las interacciones de la vida y la evolución planetaria. Hay tres mundos que son más interesantes desde este punto de vista: la Tierra, Marte y Europa. Y tenemos unos cuantos proyectos en andamiento que son relevantes para Europa. Cynthia Phillips es la líder de uno de esos proyectos; mi alumno graduado aquí en Stanford, Kevin Hand, encabeza otro; y Max Bernstein, quien es un P.I. del Instituto SETI, es el líder de un tercer proyecto.

Hay dos componentes en los proyectos de Cynthia. Uno que yo pienso que es realmente excitante es el que ella llama “comparación de cambios”. Esto se remonta a los días en que ella era una graduada asociada en el equipo de imágenes del Galileo, donde ella hizo comparaciones para observar cambios en la superficie de otra de las lunas de Júpiter, Io, y pudo extender sus comparaciones para incluir imágenes más viejas de Io tomadas por el Voyager.

Tenemos imágenes de Io tomadas por Galileo hacia el final de la década de 1.990 y tenemos imágenes de Io tomadas por el Voyager, tomadas en 1.979. Entonces hay dos décadas entre las dos. Si puedes hacer una comparación fiel de las imágenes, luego puedes aprender acerca de qué ha cambiado en el ínterin, tener una idea de qué tan geológicamente activo es el mundo. Cynthia hizo esta comparación para Io, luego lo hizo para las más sutiles características de Europa.

Cynthia Phillips de Instituto SETI cita la 'comparación de cambios' como un componente clave de sus proyectos. Crédito de la imagen: Instituto SETI

Esto puede sonar como una tarea trivial. Y para características realmente groseras supongo que lo es. Tú solo observas las imágenes y ves si algo ha cambiado. Pero debido a que la cámara del Voyager era tan diferente, debido a que sus imágenes fueron tomadas a diferentes ángulos de iluminación comparadas con las imágenes de Galileo, debido a que los filtros espectrales fueron diferentes, hay toda una variedad de cosas que, una vez que vas más allá de la escala mayor de examen, se hace mucho más difícil de lo que aparenta. Cynthia toma las imágenes viejas del Voyager y, si lo deseas, las transforma tanto como pueda en unas imágenes del tipo de las de Galileo. Luego ella superpone las imágenes, para poder compararlas, y hace un chequeo de los cambios geológicos con la ayuda de la computadora.

Cuando ella hizo esto con Europa como parte de su tesis de doctorado, encontró que no había cambios observables en 20 años en aquellas partes de Europa en las que teníamos imágenes de ambas naves. Por lo menos no a las resoluciones del Voyager – estamos atados a las bajas resoluciones, digamos que algo así como dos kilómetros por píxel.

A lo largo de la misión de Galileo, hemos tenido en el mejor de los casos cinco años y medio. La idea de Cynthia es que tenemos más probabilidades de detectar cambios en características más pequeñas, en una comparación de Galileo a Galileo, a la resolución mayor que Galileo nos ofrece, que trabajando con imágenes que fueron tomadas 20 años atrás pero que requieren que se trabaje con dos kilómetros por píxel. Por lo tanto, ella va a hacer la comparación Galileo a Galileo.

La razón por la que esto es interesante desde una perspectiva astrobiológica es que cualquier signo de actividad geológica en Europa puede darnos algunas pistas acerca de cómo el océano y la superficie interactúan. El otro componente del proyecto de Cynthia es comprender mejor el conjunto de procesos envueltos en aquellas interacciones y cuáles podrían ser sus implicaciones astrobiológicas.


AM: Usted y Kevin Hand están trabajando juntos para estudiar algunas interacciones químicas que se creen tienen lugar en Europa. ¿Qué están buscando específicamente?

Kevin Hand, un estudiante graduado de Stanford, está trabajando con Christopher Chyba en uno de los varios proyectos relevantes a Europa. Crédito de la imagen: Instituto SETI

CC: Hay una serie de componentes en el trabajo que estamos haciendo con Kevin. Un componente se deriva de un artículo que Kevin y yo publicamos en la revista Science en el 2.001, que tenía que ver con la producción simultánea de donantes de electrones y receptores de electrones. La vida como la conocemos, si no usa luz solar, obtiene energía combinando donantes y receptores de electrones y cosechando la energía liberada.

Por ejemplo, nosotros los humanos, como otros animales, combinamos nuestro donante de electrón, que es carbono reducido, con oxígeno, el cual es nuestro receptor de electrón. Los microbios, dependiendo del microbio, pueden usar uno, o varios, o muchos posibles diferentes emparejamientos de donantes de electrones y receptores de electrones. Kevin y yo fuimos encontrando formas abióticas en que estos emparejamientos pueden ser producidos en Europa, utilizando lo que nosotros conocemos acerca de Europa hasta el momento. Muchos de estos son producidos a través de la acción de la radiación. Vamos a continuar este trabajo en simulaciones mucho más detalladas.

También vamos a buscar la potencialidad de supervivencia de marcadores biológicos en la superficie de Europa. Esto es digamos, ¿si vas a tratar de buscar marcadores biológicos desde una sonda orbital, sin bajar a la superficie y excavar, qué clase de moléculas buscarías y cuáles son tus perspectivas de verlas realmente, dado que hay un ambiente de intensa radiación en la superficie que las degradaría lentamente? Quizás no sea del todo tan lento. Esa es la parte que queremos entender. ¿Cuánto tiempo puedes esperar que sobrevivan en la superficie ciertos marcadores biológicos que pudieran ser reveladores para la biología? ¿Ese tiempo es tan corto que mirando desde una órbita no tiene ningún sentido, o es lo suficientemente largo que pudiera ser útil?

Esto tiene que ser puesto en una carpeta de entendimiento de ganancias, o así llamado “cultivo de impacto”, que, por cierto es otro componente de mi trabajo con Cynthia Phillips. Kevin intentará colaborar con esta cuestión buscando analogías terrestres.

AM: ¿Cómo determinan cuáles marcadores biológicos estudiar?

CC: Hay ciertos componentes químicos que son usados comúnmente con marcadores biológicos en rocas que van atrás miles de millones de años en el pasado terrestre. Hopanes por ejemplo, son vistos como marcadores biológicos en el caso de cianobacterias. Estos marcadores biológicos resistieron cualquier antecedente de radiación que haya estado presente en esas rocas desde el declive de uranio, potasio, y otros incorporados, por más de 2 mil millones de años. Esto nos da una especie de línea de base empírica para la determinar las expectativas de supervivencia de ciertos tipos de marcadores biológicos. Queremos entender cómo esto se compara con el ambiente de radiación y oxidación en la superficie de Europa, que es mucho más agresivo.

Ambos, Kevin y Max Bernstein van a ir tras esta incógnita realizando experimentos en el laboratorio. Max va a estar irradiando marcadores biológicos que contengan nitrógeno a muy bajas temperaturas en los aparatos de su laboratorio, tratando de entender la habilidad de supervivencia de los marcadores biológicos y cómo la radiación los cambia.

AM: Porque aún si los marcadores biológicos no sobreviven en su forma original, ¿ellos podrían transformarse en otra forma que la nave espacial pueda detectar?

CC: Ese es potencialmente el caso. O ellos podrían convertirse en algo que no es distinguible del fondo meteórico. El punto es hacer el experimento y descubrirlo. Y tener una buena idea de la escala temporal.

Esto también va a ser importante por otra razón. La comparación terrestre que acabo de mencionar, mientras que yo creo que es algo que deberíamos saber, potencialmente tiene sus límites porque cualquier sustancia orgánica en la superficie de Europa está en un ambiente altamente oxidante, donde el oxígeno está siendo producido por la radiación reaccionando con el hielo. La superficie de Europa es probablemente más oxidante que el ambiente que moléculas orgánicas podrían experimentar atrapadas en una roca en la Tierra. Siendo que Max estará haciendo estos experimentos de radiación en hielo, él estará en condiciones de ofrecernos una buena simulación del ambiente en la superficie de Europa.