Saturns havmåne Enceladus kunne understøtte liv - forskere arbejder på, hvordan man kan opdage rumbaserede celler der

For at simulere påvisningen af ​​iskorn, som støvanalysatorer i rummet registrerer dem, brugte vi en laboratorieopsætning på Jorden. Ved hjælp af denne opsætning injicerede vi en lille vandstråle, der indeholdt bakterieceller, i et vakuum, hvor strålen gik i opløsning til dråber. Hver dråbe indeholdt i teorien én bakteriecelle.

Derefter skød vi en laser på de enkelte dråber, som skabte ladede ioner fra vandet og celleforbindelserne. Vi målte de ladede ioner ved hjælp af en teknik kaldet massespektrometri. Disse målinger hjalp os med at forudsige, hvad støvanalysatorinstrumenter på et rumfartøj skulle finde, hvis de stødte på en bakteriecelle indeholdt i et iskorn.

Vi fandt ud af, at disse instrumenter ville gøre et godt stykke arbejde med at identificere cellulært materiale. Instrumenter designet til at analysere enkelte iskorn bør være i stand til at identificere bakterieceller, selvom der kun er 0,01 % af bestanddelene i en enkelt celle i et iskorn fra en Enceladus-lignende gejser.

Analysatorerne kunne opfange en række potentielle signaturer fra cellulært materiale, herunder aminosyrer og fedtsyrer. Påviste aminosyrer repræsenterer enten fragmenter af cellens proteiner eller metabolitter, som er små molekyler, der deltager i kemiske reaktioner i cellen. Fedtsyrer er fragmenter af lipider, der udgør cellens membraner.

I vores eksperimenter brugte vi en bakterie ved navn Sphingopyxis alaskensis . Celler i denne kultur er ekstremt små - samme størrelse som celler, der måske kan passe ind i iskorn udsendt fra Enceladus. Ud over deres lille størrelse kan disse celler lide kolde miljøer, og de har kun brug for nogle få næringsstoffer for at overleve og vokse, svarende til hvordan livet tilpasset forholdene i Enceladus' hav sandsynligvis ville være.

Den specifikke støvanalysator på Cassini havde ikke de analytiske evner til at identificere cellulært materiale i iskornene. Forskere er dog allerede ved at designe instrumenter med meget større kapacitet til potentielle fremtidige Enceladus-missioner. Vores eksperimentelle resultater vil informere planlægningen og designet af disse instrumenter.

Fremtidige missioner

Enceladus er et af hovedmålene for fremtidige missioner fra NASA og European Space Agency. I 2022 annoncerede NASA, at en mission til Enceladus havde den næsthøjeste prioritet, da de valgte deres næste store missioner – en Uranus-mission havde højeste prioritet.

Det europæiske agentur annoncerede for nylig, at Enceladus er det øverste mål for sin næste store mission. Denne mission vil sandsynligvis omfatte en meget dygtig støvanalysator til iskornanalyse.

Enceladus er ikke den eneste måne med et flydende vandhav. Jupiters måne Europa har også et hav, der spænder over hele månen under sin iskolde skorpe. Iskorn på Europa flyder op over overfladen, og nogle videnskabsmænd mener, at Europa måske endda har gejsere som Enceladus, der skyder korn ud i rummet. Vores forskning vil også hjælpe med at studere iskorn fra Europa.

NASAs Europa Clipper-mission vil besøge Europa i de kommende år. Clipper er planlagt til at blive opsendt i oktober 2024 og ankomme til Jupiter i april 2030. Et af de to massespektrometre på rumfartøjet, SUrface Dust Analyzer, er designet til analyse af enkelt iskorn.

Vores undersøgelse viser, at dette instrument vil være i stand til at finde selv små fraktioner af en bakteriecelle, hvis det kun er til stede i nogle få udsendte iskorn.

Med disse rumfartsorganisationers nære fremtidsplaner og resultaterne af vores undersøgelse er udsigterne til kommende rummissioner, der besøger Enceladus eller Europa, utrolig spændende. Vi ved nu, at med nuværende og fremtidig instrumentering burde forskere være i stand til at finde ud af, om der er liv på nogen af ​​disse måner.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.