Señales de vida detectables en un solo grano de hielo emitido desde lunas extraterrestres, muestra la configuración experimental

22 de marzo de 2024

Este artículo ha sido revisado de acuerdo con el proceso editorial y las políticas de Science X. Los editores han destacado los siguientes atributos al garantizar la credibilidad del contenido:

• verificado con hechos comprobados
• publicación revisada por pares
• fuente de confianza
• revisado

Por la Universidad de Washington

Los océanos cubiertos de hielo de algunas de las lunas que orbitan alrededor de Saturno y Júpiter son los principales candidatos en la búsqueda de vida extraterrestre. Un nuevo estudio en laboratorio dirigido por la Universidad de Washington en Seattle y la Universidad Libre de Berlín muestra que los granos individuales de hielo expulsados de estos cuerpos planetarios pueden contener suficiente material para que los instrumentos que se dirigen allí en otoño detecten signos de vida, si tal vida existe.

'Por primera vez hemos demostrado que incluso una pequeña fracción de material celular podría ser identificada por un espectrómetro de masas a bordo de una nave espacial', dijo el autor principal Fabian Klenner, investigador postdoctoral de la UW en ciencias de la Tierra y del espacio. 'Nuestros resultados nos dan más confianza en que utilizando instrumentos próximos, seremos capaces de detectar formas de vida similares a las de la Tierra, las cuales creemos cada vez más que podrían estar presentes en las lunas con océanos.'

El estudio de acceso libre fue publicado en Science Advances. Otros autores del equipo internacional son de la Universidad Abierta del Reino Unido; el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA; la Universidad de Colorado, Boulder; y la Universidad de Leipzig.

La misión Cassini que terminó en 2017 descubrió grietas paralelas cerca del polo sur de la luna de Saturno Encélado. De estas grietas emanan plumas que contienen gas y granos de hielo. La misión Europa Clipper de la NASA, programada para lanzarse en octubre, llevará más instrumentos para explorar en aún más detalle una luna helada de Júpiter, Europa.

Para prepararse para esa misión, los investigadores están estudiando lo que esta nueva generación de instrumentos podría encontrar. es técnicamente prohibitivo simular directamente granos de hielo volando por el espacio a 4 a 6 kilómetros por segundo para golpear un instrumento de observación, como será la velocidad real de colisión.

En su lugar, los autores utilizaron una configuración experimental que envía un fino haz de agua líquida a un vacío, donde se desintegra en gotas. Luego usaron un láser para excitar las gotas y el análisis espectral de masas para imitar lo que detectarán los instrumentos en la sonda espacial.

Los resultados recién publicados muestran que los instrumentos destinados a ir en futuras misiones, como el Analizador de Polvo de Superficie a bordo de Europa Clipper, pueden detectar material celular en uno de cada cientos de miles de granos de hielo.

El estudio se centró en Sphingopyxis alaskensis, una bacteria común en las aguas frente a Alaska. Mientras que muchos estudios utilizan la bacteria Escherichia coli como organismo modelo, este organismo unicelular es mucho más pequeño, vive en entornos fríos, y puede sobrevivir con pocos nutrientes. Todas estas cosas lo hacen un mejor candidato para la vida potencial en las lunas heladas de Saturno o Júpiter.

'Son extremadamente pequeñas, por lo que en teoría son capaces de caber en granos de hielo que son emitidos desde un mundo oceánico como Encélado o Europa', dijo Klenner.

Los resultados muestran que los instrumentos pueden detectar esta bacteria, o partes de ella, en un solo grano de hielo. Diferentes moléculas terminan en diferentes granos de hielo. La nueva investigación muestra que el análisis de granos individuales de hielo, donde puede estar concentrado el biomaterial, tiene más éxito que el promedio a través de una muestra más grande que contiene miles de millones de granos individuales.

Un estudio reciente dirigido por los mismos investigadores mostró evidencia de fosfato en Encélado. Este cuerpo planetario ahora parece contener energía, agua, fosfato, otras sales y material orgánico a base de carbono, lo que lo hace cada vez más probable que soporte formas de vida similares a las encontradas en la Tierra.

Los autores teorizan que si las células bacterianas están encerradas en una membrana lipídica, como las de la Tierra, entonces también formarían una piel en la superficie del océano. En la Tierra, la espuma del océano es una parte clave del rocío marino que contribuye al olor del océano. En una luna helada donde el océano está conectado a la superficie (por ejemplo, a través de grietas en la capa de hielo), el vacío del espacio exterior causaría que este océano subterráneo hierba. Las burbujas de gas se elevan a través del océano y estallan en la superficie, donde el material celular se incorpora a los granos de hielo dentro de la pluma.

'Aquí describimos un escenario plausible de cómo las células bacterianas pueden, en teoría, incorporarse al material helado que se forma a partir de agua líquida en Encélado o Europa y luego se emite al espacio', dijo Klenner.

El Analizador de Polvo de Superficie a bordo de Europa Clipper será más potente que los instrumentos de misiones pasadas. Estos y futuros instrumentos también podrán por primera vez detectar iones con cargas negativas, lo que los hace mejor adaptados para detectar ácidos grasos y lípidos.

'For me, it is even more exciting to look for lipids, or for fatty acids, than to look for building blocks of DNA, and the reason is because fatty acids appear to be more stable,' Klenner said.

'With suitable instrumentation, such as the SUrface Dust Analyzer on NASA's Europa Clipper space probe, it might be easier than we thought to find life, or traces of it, on icy moons,' said senior author Frank Postberg, a professor of planetary sciences at the Freie Universität Berlin.

'If life is present there, of course, and cares to be enclosed in ice grains originating from an environment such as a subsurface water reservoir.'

Journal information: Science Advances , Nature

Provided by University of Washington