Europa Clipper зможе знайти ознаки позаземного життя навіть у частинці льоду

У жовтні 2024 року NASA планує відправити до супутника Юпітера Європі космічний апарат, щоб дізнатися, чи володіє юпітеріанський місяць умовами, придатними для життя. Однак зонд нестиме науковий інструмент, який, як показали автори нового дослідження, здатний виявити відому нам форму життя, якщо воно, звичайно, там є. Прилад може знаходити бактеріальну клітину або її фрагменти у крихтах льоду, які вибиваються в космос при ударах мікрометеоритів. Інакше кажучи, цей науковий прилад — надія у пошуку позаземного життя на крижаних супутниках.

Європа – четвертий за розміром супутник Юпітера. Вважається, що поверхня цього місяця повністю нежива: атмосферний тиск там становить лише одну трильйонну частину земного, а середня температура — мінус 160 градусів Цельсія.

Однак за десятки років спостережень астрономи встановили, що цей місяць вкритий крижаною корою льоду завтовшки не менше 20 кілометрів, під якою ховається солоний рідкий океан. Його глибину дослідники оцінили у 100 кілометрів, а загальний об’єм води — удвічі більший, ніж у всіх океанах Землі. Тільки невідомо, чи є в ньому хімічні речовини, необхідні для розвитку живих організмів. 

Щоб з’ясувати, чи має Європа умови, придатні для життя, NASA збирається запустити до неї космічну станцію Europa Clipper, яка вивчатиме супутник з відстані. Апарат відправлять на витягнуту, «петляючу» орбіту навколо Юпітера, завдяки чому зонд зможе часто зближуватися з юпітеріанським місяцем — 44-49 близьких обльотів. Запуск Europa Clipper запланований на жовтень 2024 року, а прибуття до Європи — на квітень 2030-го. Планується, що зонд досліджуватиме супутник 109 днів.

На автоматичну станцію інженери вже встановили усі наукові інструменти. Усього їх дев’ять. Вони проводитимуть картографування поверхні Європи, вивчатимуть крижану оболонку, підповерхневий океан, водяну пару (гейзери), крізь лід, що проривається, а також розріджену атмосферу, що складається переважно з пилу та продуктів радіолізу частинок льоду, які вибиваються в космос при ударах мікрометеоритів.

Усі прилади розробляли лише з однією метою — допомогти вченим зрозуміти, що за умови існують на Європі і чи вони підходять для розвитку життя. Тобто «наукова начинка» Europa Clipper не передбачала сам пошук позаземних живих організмів. 

Але група інженерів зі США та Німеччини під керівництвом Френка Постберга (Frank Postberg) із Вільного університету Берліна зробила несподіване відкриття. Вчені виявили, що один з інструментів зонда, над яким вони працювали, — аналізатор поверхневого пилу Surface Dust Analyzer (SUDA), — може знаходити бактеріальні клітини та їх фрагменти (ДНК, РНК, цитоплазматична мембрана), які потенційно вказують на присутність життя. Прилад здатний шукати такі сліди в окремих частинках льоду, викинутих із поверхні. Результати роботи опубліковані в журналі Science Advances.

Прилад SUDA — мас-спектрометр, який вивчатиме склад малих твердих частинок, що викидаються з надр Європи як після удару мікрометеоритів, так і гейзерами. Постберг та його колеги випробували інструмент у вакуумній камері, щоб більше дізнатися про його можливості. 

За допомогою експериментальної установки дослідники посилали у вакуумі тонкий струмінь рідкої води з високою кінетичною енергією, де вона ударялася об SUDA і розпадалася на краплі. Попередньо у воду вчені помістили зразки бактерії Sphingopyxis alaskensis, що мешкає у водах Аляски. Ці бактерії можуть виживати в холодному середовищі та при обмеженій кількості поживних речовин, що робить їх найкращим кандидатом на роль позаземного життя, яке може існувати на крижаних супутниках Сатурна або Юпітера.