Un nuovo esperimento tenta di determinare sino a quale profondità la vita può sopravvivere sotto i ghiacci di Europa
La luna ghiacciata di Giove è soggetta a colpi costanti e significativi di radiazioni. Un nuovo esperimento tenta di determinare sino a quale profondità la vita può sopravvivere sotto i ghiacci di Europa. Questo sarà importante per le future missioni alla ricerca di vita su Europa.
Considerata una delle migliori fonti potenziali di vita extraterrestre nel sistema solare, Europa può nascondere la vita nelle profondità dell’oceano sotto la sua crosta ghiacciata. Alcuni organismi potrebbero anche viaggiare in superficie attraverso le crepe e le instabilità della crosta. Ma la radiazione della magnetosfera di Giove cosparge costantemente la piccola luna e potrebbe distruggere la vita a basse profondità, il che rende difficile da rilevare con un orbiter e lander. Un gruppo di scienziati stanno cercando di determinare sperimentalmente a che profondità la vita organica si deve nascondere su Europa, al fine di evitare di essere distrutta.
La magnetosfera di Giove bombarda le lune con gli elettroni ad alta energia nella gamma di volt del megaelectron (MeV). Ma la maggior parte dei dati scientifici su come la radiazione dell’alta energia colpisce i prodotti organici è basata su dati del campo medico, in cui gli studi hanno cercato di determinare come la chemioterapia colpisce il corpo umano. Questa ricerca si concentra sull’acqua, la componente primaria del corpo umano.
“Teorie semplici di quanto in profondità vanno gli elettroni sono noti solo per gli elettroni di altissima energia”, ha spiegato Murthy Gudipati, del Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, la cui ricerca invece si concentra sugli elettroni che bombardano il ghiaccio.
“Anche nel campo megaelectron volt, non abbiamo tutti i dati di laboratorio che è stato misurato su ghiaccio d’acqua contenente materia organica, che è veramente importante per l’astrobiologia.”
La magnetosfera di Giove, come è stata cattura dalla sonda Cassini della NASA. Le linee di campo magnetico, abbozzate sopra l'immagine, ruotano con il pianeta, spazzando sulle sue lune e sottoponendole a dosi massicce di radiazioni che potrebbero essere fatali per qualsiasi altro organismo vicino alla superficie. Credit: NASA / JPL / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
La potenza di elettroni
Gudipati e la sua squadra hanno collocato molecole organiche dietro ghiaccio di vario spessore, poi sparato con un cannone elettronico su di essi. Hanno misurato non solo a quale profondità gli elettroni sono arrivati,ma anche la penetrazione dei fotoni che fa staccate gli elettroni – un effetto secondario che altri esperimenti non hanno tracciato. “Quei fotoni possono penetrare molto più profondi e causare danni alla materia organica,” ha detto Gudipati.
Ha parallelizzato il processo con stare una persona dietro una parete e parlare alle frequenze differenti mentre si cambia lo spessore della barriera. Eccetto, naturalmente, le frequenze studiate qui possono uccidere le molecole organiche, piuttosto che preservarle.
Wes Patterson, uno scienziato planetario presso la Johns Hopkins University, ha confrontato gli effetti delle radiazioni di Giove sugli esseri umani di radiazione che potremmo sperimentare.
“C’è un motivo per cui tecnici di laboratorio indossano giubbotti di piombo quando si danno i raggi X”. “L’esposizione nel corso di un breve periodo di tempo non può fare troppi danni, ma se si è costantemente esposti alle radiazioni, si danneggerà il corpo”.
Ha ribadito l’importanza della sperimentazione della ricerca, con ghiaccio, piuttosto che l’acqua, definendolo “un primo passo essenziale”.
Radiazione sparate nel ghiaccio, si scontrano con le molecole, una seconda ondata di elettroni può essere dannosa quanto la primo. Il team ha misurato quanto queste particelle pericolose percorrono gli strati di ghiaccio e il loro effetto sulla materia organica. Credit: NASA / JPL
Passo dopo passo
Il team si è concentrato sulla radiazione di elettroni a bassa energia, fino a diecimila volte inferiore all’altezza del danno provocato da Giove. In questo intervallo, la profondità della corsa elettroni è direttamente correlata alla forza della radiazione.
Hanno proiettato tre scenari, come il bombardamento aumenta di forza. Due prendere in considerazione eventuali cambiamenti che possono avvenire con la profondità, a energie più forti, gli elettroni possono fare più o meno danni, che il team ha calcolato. Tuttavia, se i risultati rimangono gli stessi livelli energetici superiori a seguito comportamento normale, radiazione di 100 MeV penetri tra 60 a 80 centimetri (23 a 32 pollici).
Questo può non sembrare un problema, ma lo sarebbe se un lander inviato su Europa scava solo due piedi in una zona altamente irradiata della crosta in cerca di vita, molto probabilmente non troverebbe alcunche perché gli elettroni avrebbero distrutto ogni forma organica in tale regione.
Il team prevede di estendere il loro studio sugli effetti di energia radiante aumentata gradualmente. Uno dei motivi per l’estensione graduale è perché non tutta Europa sperimenta la stessa esposizione alle radiazioni di Giove.
La magnetosfera di Giove ruota con il pianeta, circa ogni dieci ore, mentre ci vogliono 85 ore per Europa compiere un orbita su Giove. Di conseguenza, la magnetosfera supera costantemente la luna, esponendo il lato posteriore, o finali emisfero, a più radiazioni rispetto a quelle anteriori. La regione equatoriale del lato posteriore richiede più danni rispetto ai suoi poli.
“Abbiamo bisogno di capire come quella profondità varia con la posizione”, ha detto Patterson.
Questo è qualcosa a cui Gudipati spera di raggiungere.
Luna ghiacciata di Giove, Europa, può contenere un oceano liquido sotto la sua crosta ghiacciata. Credit: NASA / JPL
“Dobbiamo fare passo-passo come studi di laboratorio che coprono gran parte delle regioni possibili che sono pertinenti per Europa”, ha detto.
Alla fine, egli spera di eseguire esperimenti a distanze comparabili dell’energia del campo magnetico di Giove, anche se egli ha osservato che ogni passo sarà più costoso. Ma quando si tratta di preparare una missione sulla luna ghiacciata, il costo della scarsa conoscenza potrebbe essere più alto.
“Se stiamo investendo milioni o miliardi (in una missione in Europa), allora vale la pena di investire mezzo milione a un milione di dollari per ottenere l’intera gamma coperta”, ha detto.
Patterson concorda. “Questo appare come un inizio veramente grande su qualcosa che sarebbe importante per un futuro atterraggio su Europa, e anche per cercare di capire quello che abbiamo potuto osservare dall’orbita”.
Questi esperimenti dovrebbero contribuire a creare obiettivi realistici per le missioni potenziali su Europa.
Senza di loro, trovando molecole organiche sulla luna ghiacciata potrebbe essere molto più impegnativo.
Gudipati: “Se non sappiamo quanto profondo scavare attraverso simulazioni di laboratorio, ci sarà da lanciare una moneta.”
Di Nola Taylor Redd
Fonte: http://www.physorg.com/news/2012-03-deep-life-safe-europa.html
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