I ricercatori trovano un modo per rilevare segni di vita extraterrestre in un singolo granello di ghiaccio

Gli scienziati hanno verificato che un metodo per cercare la vita cellulare su Europa, una luna di Giove ricoperta di ghiaccio, potrebbe funzionare.
La tecnica potrebbe essere messa alla prova negli anni ’30, quando la sonda Europa Clipper della NASA effettuerà numerosi sorvoli sulla luna gioviana.
La tecnica prevede l'analisi dei granelli di ghiaccio che gli scienziati si aspettano che uno degli strumenti di Europa Clipper, noto come Surface Dust Analyser, o SUDA, raccolga mentre vola attraverso pennacchi di acqua ghiacciata che salgono dalla superficie di Europa.
“È sorprendente come l'analisi di questi minuscoli granelli di ghiaccio possa dirci se c'è o meno vita su una luna ghiacciata.
Almeno ora sappiamo che SUDA ha queste capacità”, ha detto a GeekWire lo scienziato planetario dell’Università di Washington Fabian Klenner in una e-mail.
Klenner è l'autore principale di un articolo di ricerca sul processo, pubblicato oggi sulla rivista ad accesso libero Science Advances.
SUDA sarà in grado di analizzare il contenuto chimico del materiale che colpisce il suo rilevatore, utilizzando un processo chiamato spettrometria di massa a ionizzazione d'impatto.
La caratteristica fondamentale del processo descritto da Klenner e dai suoi colleghi è che l'analisi verrebbe effettuata su singoli granelli di ghiaccio, piuttosto che su una tormenta di particelle di ghiaccio.
In questo modo, gli scienziati possono concentrarsi sui singoli grani che potrebbero contenere un’alta concentrazione degli ingredienti di una singola cellula.
Si ritiene che diverse lune di Giove e Saturno – tra cui Europa, Callisto, Ganimede ed Encelado – ospitino serbatoi di acqua liquida ricoperti di ghiaccio.
Le osservazioni effettuate durante la missione Cassini della NASA su Saturno hanno indicato che i pennacchi di granelli di ghiaccio che emanano dai mari nascosti di Encelado attraverso la sua superficie ghiacciata contengono un diverso complemento di composti organici.
Ciò ha portato gli scienziati a sospettare che qualcosa di simile potrebbe essere trovato su Europa.
"Ci sono molti granelli di ghiaccio attorno a Europa perché i meteoroidi interplanetari impattano sulla superficie di Europa e producono una tenue nuvola di granelli di ghiaccio attorno alla Luna: un paradiso per uno strumento come SUDA", ha detto Klenner.
L’idea di cercare tracce chimiche di vita nel materiale proveniente da Europa risale almeno agli anni ’90, quando il fisico Freeman Dyson suggerì di cercare “pesci liofilizzati nell’anello di detriti spaziali in orbita attorno a Giove”.
Il pesce liofilizzato potrebbe essere chiedere troppo, ma frammenti di ghiaccio europeo potrebbero contenere vita cellulare, o almeno frammenti di cellule.
Per testare le capacità della SUDA, Klenner e i suoi colleghi hanno condotto simulazioni utilizzando apparecchiature simili nel loro laboratorio.
Hanno inviato uno spruzzo di goccioline d'acqua contenenti batteri e frammenti batterici attraverso il loro dispositivo da laboratorio dotato di laser, in modo tale da poter analizzare le singole goccioline.
L'attrezzatura sperimentale è riuscita a distinguere la firma chimica dei batteri nelle goccioline che contenevano materiale cellulare.
La firma delle cellule era più chiara nelle goccioline più piccole, ma era rilevabile anche nelle goccioline che si trovavano nella fascia alta di ciò che gli scienziati si aspettano di vedere quando SUDA si occuperà del caso.
Una modalità operativa, focalizzata sugli ioni caricati positivamente, era più adatta per rilevare gli amminoacidi.
L’altra modalità, che cercava ioni caricati negativamente, ha funzionato meglio per identificare gli acidi grassi.
I risultati appena pubblicati contribuiranno ai preparativi per la missione Europa Clipper.
Il lancio della navicella spaziale è previsto per ottobre e dovrebbe entrare in orbita attorno a Giove nel 2030 per iniziare quattro anni di osservazioni scientifiche.
Uno dei coautori dello studio Science Advances, Sascha Kempf, è il ricercatore principale dello strumento SUDA.
"I nostri risultati influenzano sicuramente il modo in cui interpreteremo i dati restituiti da SUDA e strumenti simili", ha affermato Klenner.
“Personalmente sono molto curioso riguardo alle misurazioni degli anioni [relative agli ioni caricati negativamente] perché gli acidi grassi, che sono contenuti nei lipidi batterici, amano formare anioni.
E i nostri risultati mostrano che i modelli degli acidi grassi possono dirci se provengono o meno da una cellula batterica”.
Un altro studio pubblicato all'inizio di questa settimana da Science Advances ha stabilito che il guscio ghiacciato di Europa è probabilmente spesso più di 20 chilometri (12 miglia), così spesso che gli strati di ghiaccio potrebbero ribaltarsi continuamente.
Klenner ha osservato che gli autori di quello studio affermano che “ci sono regioni nello strato conduttivo del coperchio, le cosiddette pozze di fusione, che possono causare scambi dalla superficie con l’oceano”.
“Se Europa Clipper confermasse che esistono effettivamente processi di scambio tra ghiaccio e oceano, allora questa luna ha un meccanismo per trasportare materiale dall’oceano alla superficie, e gli strumenti a bordo di Europa Clipper potrebbero analizzare il materiale che una volta proveniva dall’oceano – forse anche materiale cellulare, se presente", ha detto.
SUDA non è l'unico strumento probabilmente in grado di identificare il materiale cellulare in un granello di ghiaccio.
Klenner e i suoi colleghi notano che spettrometri di massa a ionizzazione d'impatto con capacità simili sono stati presi in considerazione per future missioni su Encelado, così come per la sonda di mappatura e accelerazione interstellare della NASA e per la missione DESTINY+ del Giappone sull'asteroide Phaeton.
Oltre a Klenner e Kempf, tra i coautori dello studio pubblicato da Science Advances, “Come identificare il materiale cellulare in un singolo granello di ghiaccio emesso da Encelado o Europa”, figurano Janine Bönigk, Maryse Napoleoni, Jon Hillier, Nozair Khawaja, Karen Olsson-Francis, Morgan Cable, Michael Malaska, Bernd Abel e Frank Postberg.