외계 위성에서 방출되는 얼음 알갱이에서 생명의 흔적 발견 가능

토성과 목성을 공전하는 일부 달의 얼음으로 뒤덮인 바다는 외계 생명체를 찾는 데 선두적인 후보입니다. 시애틀에 있는 워싱턴 대학과 베를린 자유 대학이 주도한 새로운 연구실 기반 연구에 따르면, 이 행성체에서 분출된 개별 얼음 알갱이에는 가을에 생명체가 존재하는 경우 생명의 징후를 감지하기 위해 그곳으로 향하는 장비에 충분한 물질이 포함되어 있을 수 있음이 밝혀졌습니다. .

UW 지구 및 우주 과학 박사후 연구원이자 수석 저자인 Fabian Klenner는 “처음으로 우리는 우주선에 탑재된 질량 분석기로 세포 물질의 아주 작은 부분이라도 식별할 수 있다는 것을 보여주었습니다.”라고 말했습니다. “우리의 결과는 앞으로 나올 장비를 사용하면 지구와 유사한 생명체를 탐지할 수 있다는 확신을 갖게 해주며, 바다를 품은 달에 존재할 수 있다고 점점 더 믿고 있습니다.”

공개 접근 연구는 3월 22일에 출판되었습니다. 과학 발전. 국제팀의 다른 저자들은 영국의 The Open University 출신입니다. NASA의 제트 추진 연구소; 콜로라도 대학교 볼더; 그리고 라이프치히 대학교.

2017년 종료된 카시니 임무는 토성의 위성 엔셀라두스의 남극 근처에서 평행 균열을 발견했습니다. 이러한 균열에서 가스와 얼음 알갱이가 포함된 기둥이 나옵니다. 10월에 발사될 예정인 NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 임무는 목성의 얼음 위성인 유로파를 더욱 자세히 탐사하기 위해 더 많은 장비를 운반할 것입니다.

그 임무를 준비하기 위해 연구자들은 이 차세대 장비가 무엇을 발견할 수 있는지 연구하고 있습니다. 실제 충돌 속도와 마찬가지로 초당 4~6km의 속도로 우주를 날아가는 얼음 알갱이가 관측 장비에 충돌하는 것을 직접 시뮬레이션하는 것은 기술적으로 불가능합니다. 대신, 저자들은 액체 물의 얇은 빔을 진공 속으로 보내 물방울로 분해되는 실험 장치를 사용했습니다. 그런 다음 레이저 빔을 사용하여 물방울을 자극하고 질량 스펙트럼 분석을 사용하여 우주 탐사선의 장비가 감지하는 것을 모방했습니다.

새로 발표된 결과에 따르면 Europa Clipper에 탑재된 SUrface 먼지 분석기와 같은 향후 임무에 사용될 장비는 수십만 개의 얼음 알갱이 중 하나에서 세포 물질을 감지할 수 있습니다.

이 연구는 다음에 중점을 두었습니다. 스핑고픽시스 알래스켄시스, 알래스카 연안에 서식하는 흔한 박테리아입니다. 많은 연구에서 박테리아를 사용하는 동안 대장균 모델 유기체로서 이 단세포 유기체는 훨씬 더 작고, 추운 환경에 살며, 적은 양분으로도 생존할 수 있습니다. 이 모든 것들이 토성이나 목성의 얼음 위성에서 잠재적인 생명체가 존재할 수 있는 더 나은 후보가 됩니다.

Klenner는 “그들은 매우 작기 때문에 이론적으로 엔셀라두스나 유로파와 같은 해양 세계에서 방출되는 얼음 알갱이에 들어갈 수 있습니다”라고 말했습니다.

결과는 장비가 단일 얼음 알갱이에서 이 박테리아 또는 그 일부를 감지할 수 있음을 보여줍니다. 서로 다른 분자는 결국 서로 다른 얼음 알갱이가 됩니다. 새로운 연구는 생체 물질이 집중되어 있을 수 있는 단일 얼음 알갱이를 분석하는 것이 수십억 개의 개별 곡물을 포함하는 더 큰 샘플 전체를 평균화하는 것보다 더 성공적이라는 것을 보여줍니다.

같은 연구자들이 주도한 최근 연구에서는 엔셀라두스에 인산염이 있다는 증거가 나타났습니다. 이제 이 행성체에는 에너지, 물, 인산염, 기타 염분 및 탄소 기반 유기 물질이 포함되어 있어 지구에서 발견되는 것과 유사한 생명체를 지탱할 가능성이 점점 더 커지고 있습니다.

저자들은 박테리아 세포가 지구와 마찬가지로 지질막에 싸여 있으면 바다 표면에서도 피부를 형성할 것이라는 가설을 세웠습니다. 지구상에서 바다 쓰레기는 바다 냄새에 기여하는 바다 물보라의 핵심 부분입니다. 바다가 표면과 연결된 얼음 달에서는(예: 얼음 껍질의 균열을 통해) 우주 공간의 진공으로 인해 이 지하 바다가 끓게 됩니다. 가스 거품은 바다를 통해 상승하여 표면에서 터지며 세포 물질은 기둥 내의 얼음 알갱이에 통합됩니다.

Klenner는 “우리는 이론적으로 어떻게 박테리아 세포가 엔셀라두스나 유로파의 액체 물로 형성된 얼음 물질에 통합되어 우주로 방출될 수 있는지에 대한 그럴듯한 시나리오를 설명합니다.”라고 말했습니다.

Europa Clipper에 탑재된 표면 먼지 분석기는 과거 임무의 장비보다 더 강력한 성능을 발휘합니다. 이 장비와 미래의 장비는 처음으로 음전하를 띤 이온을 감지할 수 있어 지방산과 지질을 감지하는 데 더 적합해질 것입니다.

“나에게는 DNA의 구성 요소를 찾는 것보다 지질이나 지방산을 찾는 것이 훨씬 더 흥미롭습니다. 그 이유는 지방산이 더 안정해 보이기 때문입니다.”라고 Klenner는 말했습니다.

“NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 우주 탐사선에 있는 표면 먼지 분석기(SUrface Dust Analyser)와 같은 적절한 장비를 사용하면 얼어붙은 달에서 생명이나 그 흔적을 찾는 것이 생각보다 쉬울 수 있습니다”라고 행성 과학 교수이자 수석 저자인 프랭크 포스트버그(Frank Postberg)는 말했습니다. 베를린 자유대학교(Freie Universität Berlin)에서. “물론 거기에 생명체가 존재하고, 지하수 저수지와 같은 환경에서 유래한 얼음 알갱이에 가두어져 있는 것을 걱정하는 경우입니다.”

이번 연구는 유럽연구위원회(European Research Council), NASA, 독일연구재단(DFG)의 자금 지원을 받았다. 다른 공동 저자로는 베를린 Freie Universität의 Janine Bönigk, Maryse 나폴레옹, Jon Hillier 및 Nozair Khawaja가 있습니다. 영국 Open University의 Karen Olsson-Francis; NASA 제트 추진 연구소의 Morgan Cable과 Michael Malaska; 콜로라도 대학교 볼더(Boulder)의 Sascha Kempf; 그리고 라이프치히 대학교의 베른트 아벨(Bernd Abel).

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240322145406.htm