Nowy algorytm pomoże w poszukiwaniach życia na oceanicznych światach

Astronomowie opracowali nowy algorytm, który ma pomóc w poszukiwaniach śladów życia w oceanicznych światach znajdujących się w układzie słonecznym, bez potrzeby lądowania na ich powierzchni.

Naukowcy od dawna uważają, że oceaniczne światy w naszym Układzie Słonecznym, takie jak księżyc Jowisza Europa i księżyc Saturna Enceladus, mogą gościć w swoich wodach życie pozaziemskie w postaci mikrobów. Jednak wykrycie jego istnienia może być wyzwaniem, ponieważ misje do tych pokrytych lodem ciał niebieskich opierały się głównie na sondach, a nie lądownikach.

Sondy przechodzą jedynie przez atmosferę planety lub księżyca, kilometry od powierzchni i wnętrza. Statki kosmiczne takie jak Europa Clipper (podobnie jak wcześniej Cassini) pozostają jeszcze dalej, nie wchodząc nawet w egzosferę księżyca (najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery planety lub księżyca).

Aby sprostać temu wyzwaniu, naukowcy z University of Tulsa, Johns Hopkins University i University of South Florida, pod kierownictwem Lily Clough, opracowali metodę wykrywania sygnatur biochemicznych przy użyciu próbek z ulatniających się gazów. Podejście to wykorzystuje spektrometrię mas (technika analityczna, której podstawą jest pomiar stosunku masy do ładunku elektrycznego danego jonu) do pomiaru poziomów izotopów wytwarzanych podczas procesów metabolicznych, takich jak fotosynteza i metanogeneza. Techniki uczenia maszynowego oceniają następnie, czy poziomy te wskazują na obecność życia. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Earth and Space Science.

Aby wytrenować nowy algorytm, astronomowie potrzebowali przykładów tych warunków panujących w egzosferach oceanicznych światów z występującym życiem i bez niego. W laboratorium stworzyli solanki o składzie chemicznym podobnym do tych obecnych na Europie i Enceladusie. Do niektórych roztworów dodali bakterię Desulfotomaculum thermocisternum redukującą siarczany, która może przypominać oznaki życia na oceanicznych światach. Pomiar gazów unoszących się nad solanką dał naukowcom przykłady potencjalnego składu egzosfer lodowych księżyców i tego, jak mikroby mogłyby go zmienić.

Geochemia niezwiązana z obecnością życia, zdaniem badaczy mogłaby wpłynąć również na izotopy w takich próbkach, więc naukowcy zmienili składniki swoich solanek, aby uchwycić różnego rodzaju scenariusze. Trenując nowy algorytm na tych próbkach, stworzyli narzędzie diagnostyczne, które może oddzielić oznaki życia od innych rodzajów chemii przy niskim potencjale fałszywych wskazań.

Astronomowie zauważają, że nowy algorytm wymaga dalszych poprawek, zanim będzie można go wykorzystać do rozpoznawania zmian jakie wywołują innego rodzaju drobnoustroje. Jednak w przyszłości może stać się on cennym narzędziem dla przyszłych misji kosmicznych i pomoże odkryć życie w kosmosie.

Emil Gołoś