Kredit gambar: NASA
Christopher Chyba adalah penyelidik utama untuk tim pemimpin SETI Institute dari NASA Astrobiology Institute (NAI). Chyba sebelumnya mengepalai Pusat Studi Kehidupan SETI Institut SETI. Tim NAI-nya sedang mengejar berbagai kegiatan penelitian, melihat awal kehidupan di Bumi dan kemungkinan kehidupan di dunia lain. Beberapa proyek penelitian timnya akan memeriksa potensi untuk hidup - dan bagaimana orang bisa mendeteksinya - di Europa bulan Jupiter. Redaktur pelaksana Majalah Astrobiology Henry Bortman baru-baru ini berbicara dengan Chyba tentang pekerjaan ini.
Majalah Astrobiology: Salah satu area fokus penelitian pribadi Anda adalah kemungkinan untuk hidup di Europa bulan Jupiter. Beberapa proyek yang didanai oleh kesepakatan hibah NAI Anda dengan dunia yang tertutup es ini.
Christopher Chyba: Baik. Kami tertarik pada interaksi kehidupan dan evolusi planet. Ada tiga dunia yang paling menarik dari sudut pandang itu: Bumi, Mars, dan Eropa. Dan kami memiliki beberapa proyek yang relevan dengan Europa. Cynthia Phillips adalah pemimpin dari salah satu proyek itu; mahasiswa pascasarjana saya di sini di Stanford, Kevin Hand, mengepalai satu lagi; dan Max Bernstein, yang merupakan SETI Institute P.I., adalah pemimpin pada yang ketiga.
Ada dua komponen untuk proyek Cynthia. Salah satu yang saya pikir sangat menarik adalah apa yang dia sebut "perbandingan perubahan." Itu kembali ke masa-masa dia menjadi rekan lulusan di tim pencitraan Galileo, di mana dia melakukan perbandingan untuk mencari perubahan permukaan pada bulan-bulan Jupiter, Io, dan dapat memperluas perbandingannya untuk menyertakan gambar Voyager Io yang lebih tua.
Kami memiliki gambar Galileo Io, diambil pada akhir 1990-an, dan kami memiliki gambar Voyager Io, diambil pada 1979. Jadi ada dua dekade di antara keduanya. Jika Anda dapat melakukan perbandingan gambar yang dilakukan dengan setia, maka Anda dapat mempelajari tentang apa yang berubah untuk sementara, dapatkan pemahaman tentang seberapa aktif dunia secara geologis. Cynthia melakukan perbandingan ini untuk Io, kemudian melakukannya untuk fitur Europa yang jauh lebih halus.
Itu mungkin terdengar seperti tugas yang sepele. Dan untuk fitur yang benar-benar kotor saya kira begitu. Anda cukup melihat gambar dan melihat apakah ada sesuatu yang berubah. Tetapi karena kamera Voyager sangat berbeda, karena gambarnya diambil pada sudut pencahayaan yang berbeda dari gambar Galileo, karena filter spektralnya berbeda, ada segala macam hal yang, setelah Anda melampaui skala pemeriksaan terbesar, menghasilkan sebanyak itu lebih sulit daripada kedengarannya. Cynthia mengambil gambar Voyager lama dan, jika mau, mengubahnya sedekat mungkin menjadi gambar tipe Galileo. Lalu dia menumpangkan gambar, sehingga untuk berbicara, dan melakukan pemeriksaan komputer untuk perubahan geologis.
Ketika dia melakukan ini dengan Europa sebagai bagian dari gelar Ph.D. tesis, dia menemukan bahwa tidak ada perubahan yang dapat diamati dalam 20 tahun pada bagian-bagian Europa yang kita miliki gambar untuk dari kedua pesawat ruang angkasa. Setidaknya tidak pada resolusi pesawat ruang angkasa Voyager - Anda terjebak dengan resolusi terendah, katakanlah sekitar dua kilometer per piksel.
Selama durasi misi Galileo, Anda mendapatkan yang terbaik lima setengah tahun. Gagasan Cynthia adalah bahwa Anda lebih mungkin mendeteksi perubahan dalam fitur yang lebih kecil, dalam perbandingan Galileo-ke-Galileo, pada resolusi yang jauh lebih tinggi yang diberikan Galileo kepada Anda, daripada Anda bekerja dengan gambar yang diambil 20 tahun terpisah tetapi membutuhkan Anda bekerja dengan kecepatan dua kilometer per piksel. Jadi dia akan melakukan perbandingan Galileo-ke-Galileo.
Alasan ini menarik dari perspektif astrobiologis adalah bahwa setiap tanda aktivitas geologis di Europa mungkin memberi kita beberapa petunjuk tentang bagaimana laut dan permukaan berinteraksi. Komponen lain dari proyek Cynthia adalah untuk lebih memahami rangkaian proses yang terlibat dalam interaksi tersebut dan apa implikasi astrobiologisnya.
SAYA: Anda dan Kevin Hand bekerja bersama untuk mempelajari beberapa interaksi kimia yang diyakini terjadi di Europa. Apa spesifik yang akan Anda lihat?
Ada sejumlah komponen pekerjaan yang saya lakukan dengan Kevin. Salah satu komponen berasal dari sebuah makalah yang saya dan Kevin miliki dalam Science pada tahun 2001, yang berkaitan dengan produksi simultan donor elektron dan akseptor elektron. Kehidupan seperti yang kita kenal, jika tidak menggunakan sinar matahari, mencari nafkah dengan menggabungkan donor elektron dan akseptor dan memanen energi yang dibebaskan.
Sebagai contoh, kita manusia, seperti hewan lain, menggabungkan donor elektron kita, yang mengurangi karbon, dengan oksigen, yang merupakan akseptor elektron kita. Mikroba, tergantung pada mikroba, dapat menggunakan satu, atau beberapa, dari berbagai pasangan donor elektron dan akseptor elektron. Kevin dan saya menemukan cara abiotik bahwa pasangan ini dapat diproduksi di Europa, menggunakan apa yang kita mengerti tentang Europa sekarang. Banyak dari ini diproduksi melalui aksi radiasi. Kami akan melanjutkan pekerjaan itu dalam simulasi yang lebih detail.
Kami juga akan melihat potensi kelangsungan hidup biomarker di permukaan Europa. Maksudnya, jika Anda mencoba mencari biomarker dari pengorbit, tanpa turun ke permukaan dan menggali, molekul seperti apa yang akan Anda cari dan apa prospek Anda untuk benar-benar melihatnya, mengingat bahwa ada intens lingkungan radiasi pada permukaan yang perlahan harus menurunkannya? Mungkin itu tidak akan selambat itu. Itu bagian dari apa yang ingin kita pahami. Berapa lama Anda bisa berharap biomarker tertentu yang akan tahu tentang biologi untuk bertahan hidup di permukaan? Apakah begitu singkat sehingga melihat dari orbit sama sekali tidak masuk akal, atau cukup lama sehingga mungkin berguna?
Itu harus dilipat menjadi pemahaman tentang pergantian, atau yang disebut "impact gardening" di permukaan, yang merupakan komponen lain dari pekerjaan saya dengan Cynthia Phillips ’, omong-omong. Kevin akan mengerti dengan melihat analog terestrial.
SAYA: Bagaimana Anda menentukan biomarker mana yang akan dipelajari?
CC: Ada senyawa kimia tertentu yang biasanya digunakan sebagai biomarker pada batuan yang kembali miliaran tahun di masa lalu di daratan. Hopanes, misalnya, dipandang sebagai biomarker dalam kasus cyanobacteria. Biomarker ini tahan terhadap radiasi latar belakang apa pun yang ada pada bebatuan tersebut dari pembusukan uranium, kalium, dan seterusnya, selama lebih dari dua miliar tahun. Itu memberi kita semacam dasar empiris untuk bertahannya beberapa jenis biomarker. Kami ingin memahami bagaimana hal itu dibandingkan dengan lingkungan radiasi dan oksidasi di permukaan Europa, yang akan jauh lebih keras.
Kevin dan Max Bernstein akan menjawab pertanyaan itu dengan melakukan simulasi laboratorium. Max akan menyinari biomarker yang mengandung nitrogen pada suhu yang sangat rendah di peralatan laboratoriumnya, mencoba memahami kemampuan bertahan hidup para biomarker dan bagaimana radiasi mengubahnya.
SAYA: Karena bahkan jika biomarker tidak bertahan dalam bentuk aslinya, mereka mungkin berubah menjadi bentuk lain yang dapat dideteksi oleh pesawat ruang angkasa?
CC: Itu berpotensi terjadi. Atau mereka dapat dikonversi menjadi sesuatu yang tidak bisa dibedakan dari latar belakang meteoritik. Intinya adalah melakukan percobaan dan mencari tahu. Dan untuk mendapatkan skala waktu yang baik.
Itu akan menjadi penting karena alasan lain juga. Jenis perbandingan terestrial yang baru saja saya sebutkan, sementara saya pikir itu adalah sesuatu yang harus kita ketahui, berpotensi memiliki batasan karena setiap molekul organik di permukaan Europa berada dalam lingkungan yang sangat teroksidasi, di mana oksigen dihasilkan oleh radiasi yang bereaksi dengan es. Permukaan Europa mungkin lebih beroksidasi daripada lingkungan yang akan dialami molekul organik yang terperangkap dalam batu di Bumi. Karena Max akan melakukan eksperimen radiasi ini dalam es, ia akan dapat memberi kita simulasi yang baik dari lingkungan permukaan di Europa.
Sumber Asli: Majalah Astrobiology
