Immagini degli spruzzi simili a geyser della luna saturniana Encelado catturate nel 2009 dalla sonda Cassini. Credits: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Recenti esperimenti della NASA suggeriscono che, se gli oceani sotterranei che riteniamo esserci sotto la crosta ghiacciata di Europa, luna di Giove, e di Encelado, luna di Saturno, supportano la vita come noi la conosciamo, le sue firme dovrebbero esser cercate subito sotto la crosta ghiacciata superficiale.
Queste firme biologiche sono le molecole organiche, come gli amminoacidi e gli acidi nucleici, e potrebbero riuscire a sopravvivere in prossimità della superficie dei due satelliti nonostante le forti dosi di radiazioni da cui vengono investiti.
Ciò significa che se inviassimo dei lander robotici sulla superficie di queste lune per cercare tracce di vita, potrebbe essere sufficiente scavare poco in profondità per trovare amminoacidi, sopravvissuti all’alterazione o alla distruzione usualmente causata dalle radiazioni.
Le superfici gelide di luna come Europa ed Encelado sono probabilmente inabitabili, a causa delle intense radiazioni che le investono. Queste radiazioni provengono dalle particelle ad alta velocità intrappolate nei campi magnetici dei loro pianeti ospiti, come Giove e Saturno, oppure da potenti eventi che accadono nello spazio profondo, come le esplosioni stellari.
Tuttavia, entrambe le lune possiedono oceani nascosti sotto le loro superfici ghiacciate, riscaldati dall’energia mareale generata dall’attrazione gravitazionale del pianeta ospite e delle lune vicine. Questi oceani sotterranei potrebbero potenzialmente ospitare la vita. A condizione che vi siano disponibili altre necessità fondamentali, come una fonte di energia e i necessari elementi e composti utilizzati nelle molecole biologiche.
Un team di ricerca ha condotto esperimenti di radiolisi (scomposizione per radiazioni), utilizzando amminoacidi come rappresentanti delle biomolecole che potrebbero trovarsi su queste lune ghiacciate. Gli amminoacidi, che possono essere prodotti sia dalla vita che da processi chimici non biologici, sono fondamentali per la costruzione delle proteine. E la presenza di specifici tipi di amminoacidi su Europa o Encelado potrebbe suggerire la presenza di vita, poiché questi amminoacidi sono utilizzati dalla vita terrestre per costruire proteine, essenziali per la vita.
Gli amminoacidi e altri composti provenienti dagli oceani sotterranei, poi, potrebbero emergere in superficie attraverso l’attività dei geyser o tramite il lento movimento della crosta di ghiaccio, offrendo indizi preziosi per la ricerca di vita extraterrestre.
Per valutare la sopravvivenza degli amminoacidi su questi mondi, il team ha mescolato campioni di amminoacidi con ghiaccio raffreddato a circa -196° Celsius in fiale sigillate e senza aria e le ha bombardate con raggi gamma, un tipo di luce ad alta energia, a varie dosi. Inoltre, poiché gli oceani potrebbero ospitare vita microscopica, hanno anche testato la sopravvivenza degli amminoacidi nei batteri morti nel ghiaccio.
Infine, hanno testato campioni di amminoacidi nel ghiaccio mescolati con polvere di silicato, per considerare la potenziale miscelazione di materiale proveniente da meteoriti o dall’interno con il ghiaccio di superficie.
I risultati hanno fornito dati fondamentali per determinare le velocità con cui gli amminoacidi si scompongono, le costanti di radiolisi. Con queste, il team ha utilizzato l’età della superficie del ghiaccio e l’ambiente di radiazione su Europa ed Encelado e ha determinato che:
Questo significa che non sarebbe necessario campionare in profondità il sottosuolo per trovare questi composti.
Sebbene siano già stati condotti esperimenti per testare la sopravvivenza degli amminoacidi nel ghiaccio, questo è il primo a utilizzare dosi di radiazioni inferiori che non distruggono completamente gli amminoacidi. Infatti, la sola alterazione o degradazione è sufficiente a rendere impossibile determinare se siano potenziali segni di vita.
Il team ha anche scoperto che gli amminoacidi si degradano più rapidamente se mescolati alla polvere, ma più lentamente se provenienti da microrganismi, quindi nei batteri.
Una possibile spiegazione riguarda i modi in cui le radiazioni ionizzanti modificano le molecole. Lo fanno direttamente rompendo i loro legami chimici, o indirettamente creando composti reattivi nelle vicinanze, che poi alterano o scompongono la molecola di interesse. È possibile che il materiale cellulare batterico abbia protetto gli amminoacidi dai composti reattivi prodotti dalle radiazioni.
I risultati indicano che i tassi di potenziale degradazione delle biomolecole organiche nelle regioni ricche di silice, sia su Europa che su Encelado, sono più alti che nel ghiaccio puro. Quindi, possibili future missioni su Europa ed Encelado dovrebbero essere sfruttate per il campionamento in aree ricche di silice, su entrambe le lune ghiacciate.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Astrobiology, è reperibile qui.
