Cientistas confirmam que um método para buscar vida celular em Europa, uma lua coberta de gelo de Júpiter. A técnica poderá ser testada na década de 2030, quando a sonda Europa Clipper da NASA realizará múltiplos sobrevoos pela lua de Júpiter.
O método envolve a análise de grãos de gelo que cientistas esperam que um dos instrumentos da Europa Clipper, conhecido como Analisador de Poeira de Superfície (SUDA), detecte enquanto voa através de plumas de água congelada que se elevam da superfície de Europa.
“É surpreendente como a análise desses pequenos grãos de gelo pode nos informar se há ou não vida em uma lua gelada. Agora sabemos que o SUDA possui essas capacidades”, disse o cientista planetário da Universidade de Washington, Fabian Klenner, em um e-mail. Klenner é o principal autor de um artigo de pesquisa sobre o processo, publicado hoje no periódico de acesso aberto Science Advances.
O SUDA será capaz de analisar o conteúdo químico do material que atinge seu detector, usando um processo chamado espectrometria de massa por ionização de impacto. A característica-chave do processo descrito por Klenner e seus colegas é que a análise será realizada em grãos de gelo individuais, em vez de em uma tempestade de partículas de gelo. Dessa forma, os cientistas podem se concentrar em grãos individuais que podem conter uma alta concentração dos ingredientes de uma única célula.
Várias luas de Júpiter e Saturno – incluindo Europa, Calisto, Ganímedes e Encélado – são consideradas abrigar reservatórios de água líquida cobertos por gelo. Observações feitas durante a missão Cassini da NASA a Saturno indicaram que as plumas de grãos de gelo emanando dos mares escondidos de Encélado através de sua superfície gelada contêm uma diversidade de compostos orgânicos. Isso levou os cientistas a suspeitar que algo semelhante possa ser encontrado em Europa.
“Há muitos grãos de gelo ao redor de Europa porque meteoroides interplanetários impactam a superfície de Europa e produzem uma nuvem tênue de grãos de gelo ao redor da lua – um ambiente propício para um instrumento como o SUDA”, disse Klenner.
A ideia de procurar traços químicos de vida nas substâncias provenientes de Europa remonta pelo menos aos anos 1990, quando o físico Freeman Dyson sugeriu procurar “peixes congelados na órbita de detritos espaciais em torno de Júpiter”. Peixes congelados podem ser pedir demais, mas pedaços de gelo europano poderiam conter vida celular, ou pelo menos fragmentos de células.
Para testar as capacidades do SUDA, Klenner e seus colegas conduziram simulações usando equipamentos similares em seu laboratório. Eles enviaram um spray de gotículas de água contendo bactérias e fragmentos bacterianos através de seu dispositivo de laboratório equipado com laser, de tal forma que as gotículas individuais pudessem ser analisadas.
O equipamento experimental foi capaz de identificar a assinatura química das bactérias nas gotículas que continham material celular. A assinatura das células foi mais clara nas gotículas menores, mas também foi detectável nas gotículas que estavam no extremo superior do que os cientistas esperam ver quando o SUDA estiver em ação.
Um modo de operação, focando em íons positivamente carregados, foi mais adequado para detectar aminoácidos. O outro modo, que procurava íons negativamente carregados, funcionou melhor para identificar ácidos graxos.
Os resultados recém-publicados serão incorporados aos preparativos para a missão Europa Clipper. A espaçonave está programada para ser lançada em outubro – e deve entrar em órbita ao redor de Júpiter em 2030 para iniciar quatro anos de observações científicas. Um dos co-autores do estudo da Science Advances, Sascha Kempf, é o investigador principal do instrumento SUDA.
“Nossos resultados certamente afetam a maneira como interpretaremos os dados retornados pelo SUDA e por instrumentos similares”, disse Klenner. “Estou pessoalmente muito curioso sobre as medidas de ânions [relacionadas a íons negativamente carregados] porque os ácidos graxos, que estão contidos nos lipídios bacterianos, gostam de formar ânions. E nossos resultados mostram que os padrões de ácidos graxos podem nos dizer se eles vieram ou não de uma célula bacteriana.”
Um estudo diferente, publicado mais cedo nesta semana pela Science Advances, determinou que a casca de gelo de Europa provavelmente tem mais de 20 quilômetros de espessura – tão espessa que camadas de gelo podem estar se movendo continuamente. Klenner observou que os autores desse estudo dizem “que existem regiões na camada de cobertura condutiva, chamadas de poças de fusão, que podem causar trocas da superfície com o oceano.”
“Se a Europa Clipper confirmar que existem de fato processos de troca de gelo-oceano, então esta lua tem um mecanismo para transportar material do oceano para a superfície, e os instrumentos a bordo da Europa Clipper poderiam analisar material que uma vez veio do oceano – talvez até material celular, se presente”, disse ele.
O SUDA não é o único instrumento que provavelmente será capaz de identificar material celular em um grão de gelo. Klenner e seus colegas observam que espectrômetros de massa por ionização de impacto com capacidades similares estão sendo considerados para futuras missões a Encélado, bem como para a sonda Interstellar Mapping and Acceleration Probe da NASA e para a missão DESTINY+ do Japão ao asteroide Phaeton.
