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Signs of life detectable in single ice grain emitted from extraterrestrial moons, experimental setup shows

Signes de vie détectables dans un seul grain de glace émis par des lunes extraterrestres, selon une configuration expérimentale

par l'Université de Washington

Une représentation artistique de la lune de Saturne, Encelade, représente l'activité hydrothermale du fond marin et les fissures dans la croûte glacée de la lune qui permettent aux matériaux de l'intérieur aqueux d'être éjectés dans l'espace. De nouvelles recherches montrent que les instruments destinés aux prochaines missions pourraient trouver les traces d'une seule cellule dans un seul grain de glace contenu dans un panache. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Les océans incrustés de glace de certaines lunes en orbite autour de Saturne et de Jupiter sont les principaux candidats à la recherche de vie extraterrestre. Une nouvelle étude en laboratoire menée par l'Université de Washington à Seattle et la Freie Universität Berlin montre que les grains de glace individuels éjectés de ces corps planétaires peuvent contenir suffisamment de matière pour que les instruments qui y seront envoyés à l'automne puissent détecter des signes de vie, si une telle vie existe. .

"Pour la première fois, nous avons montré que même une infime fraction de matériau cellulaire pouvait être identifiée par un spectromètre de masse à bord d'un vaisseau spatial", a déclaré l'auteur principal Fabian Klenner, chercheur postdoctoral à l'UW en sciences de la Terre et de l'espace. "Nos résultats nous donnent davantage confiance dans le fait qu'en utilisant les prochains instruments, nous serons en mesure de détecter des formes de vie similaires à celles de la Terre, dont nous pensons de plus en plus qu'elles pourraient être présentes sur les lunes océaniques."

L'étude en libre accès a été publiée dans Science Advances. Les autres auteurs de l’équipe internationale viennent de l’Open University au Royaume-Uni ; le Jet Propulsion Laboratory de la NASA ; l'Université du Colorado, Boulder ; et l'Université de Leipzig.

La mission Cassini, qui s'est terminée en 2017, a découvert des fissures parallèles près du pôle sud de la lune Encelade de Saturne. De ces fissures émanent des panaches contenant des gaz et des grains de glace. La mission Europa Clipper de la NASA, dont le lancement est prévu en octobre, emportera davantage d'instruments pour explorer encore plus en détail la lune glacée de Jupiter, Europe.

Cette image montre des stries rouges à la surface d'Europe, la plus petite des quatre grandes lunes de Jupiter. La prochaine mission Europa Clipper enverra des instruments pour enquêter sur cette lune. De nouvelles recherches montrent que l'un de ces instruments destinés à la prochaine mission pourrait trouver des traces d'une seule cellule dans un seul grain de glace éjecté de l'intérieur du corps planétaire. Crédit : NASA/JPL/Galileo

Pour préparer cette mission, les chercheurs étudient ce que pourrait découvrir cette nouvelle génération d’instruments. Il est techniquement interdit de simuler directement des grains de glace volant dans l'espace à une vitesse de 4 à 6 kilomètres par seconde pour heurter un instrument d'observation, car ce sera la vitesse réelle de collision.

Au lieu de cela, les auteurs ont utilisé une configuration expérimentale qui envoie un mince faisceau d’eau liquide dans le vide, où il se désintègre en gouttelettes. Ils utilisent ensuite un faisceau laser pour exciter les gouttelettes et une analyse spectrale de masse pour imiter ce que les instruments de la sonde spatiale détecteront.

Des résultats récemment publiés montrent que les instruments prévus pour de futures missions, comme l'analyseur de poussière SUrface à bord d'Europa Clipper, peuvent détecter la matière cellulaire dans un grain de glace sur des centaines de milliers.

L'étude s'est concentrée sur Sphingopyxis alaskensis, une bactérie commune dans les eaux au large de l'Alaska. Alors que de nombreuses études utilisent la bactérie Escherichia coli comme organisme modèle, cet organisme unicellulaire est beaucoup plus petit, vit dans des environnements froids et peut survivre avec peu de nutriments. Toutes ces choses en font un meilleur candidat pour une vie potentielle sur les lunes glacées de Saturne ou de Jupiter.

"Ils sont extrêmement petits, ils sont donc en théorie capables de s'insérer dans les grains de glace émis par un monde océanique comme Encelade ou Europe", a déclaré Klenner.

Le dessin de gauche représente Encelade et son océan couvert de glace, avec des fissures près du pôle sud qui pénétreraient à travers la croûte glacée. Le panneau du milieu montre où les auteurs pensent que la vie pourrait prospérer : à la surface de l'eau, dans une fine couche proposée (en jaune) comme sur les océans de la Terre. Le panneau de droite montre que lorsque les bulles de gaz montent et éclatent, les cellules bactériennes pourraient être projetées dans l'espace avec des gouttelettes qui deviendraient ensuite les grains de glace détectés par Cassini. Crédit : Agence spatiale européenne

Les résultats montrent que les instruments peuvent détecter cette bactérie, ou des portions de celle-ci, dans un seul grain de glace. Différentes molécules se retrouvent dans différents grains de glace. La nouvelle recherche montre que l’analyse de grains de glace uniques, où les biomatériaux peuvent être concentrés, est plus efficace que la moyenne sur un échantillon plus grand contenant des milliards de grains individuels.

Une étude récente menée par les mêmes chercheurs a montré la présence de phosphate sur Encelade. Ce corps planétaire semble désormais contenir de l’énergie, de l’eau, du phosphate, d’autres sels et des matières organiques à base de carbone, ce qui le rend de plus en plus susceptible d’héberger des formes de vie similaires à celles trouvées sur Terre.

Les auteurs émettent l'hypothèse que si les cellules bactériennes étaient enfermées dans une membrane lipidique, comme celles de la Terre, elles formeraient également une peau à la surface de l'océan. Sur Terre, l’écume des océans est un élément clé des embruns marins qui contribuent à l’odeur de l’océan. Sur une lune glacée où l’océan est relié à la surface (par exemple, à travers des fissures dans la coquille de glace), le vide de l’espace ferait bouillir cet océan souterrain. Les bulles de gaz s'élèvent à travers l'océan et éclatent à la surface, où le matériau cellulaire s'incorpore aux grains de glace du panache.

"Nous décrivons ici un scénario plausible sur la manière dont des cellules bactériennes peuvent, en théorie, être incorporées dans un matériau glacé formé à partir d'eau liquide sur Encelade ou Europe, puis émis dans l'espace.L’analyseur de poussière SUrface à bord d’Europa Clipper sera plus puissant que les instruments des missions précédentes. Cet instrument et les futurs instruments seront également capables pour la première fois de détecter des ions porteurs de charges négatives, ce qui les rendra mieux adaptés à la détection des acides gras et des lipides.

"Pour moi, il est encore plus excitant de rechercher des lipides ou des acides gras que de rechercher des éléments constitutifs de l'ADN, et cela s'explique par le fait que les acides gras semblent être plus stables", a déclaré Klenner.

"Avec des instruments appropriés, tels que l'analyseur de poussière SUrface de la sonde spatiale Europa Clipper de la NASA, il pourrait être plus facile que nous le pensions de trouver de la vie, ou des traces de celle-ci, sur les lunes glacées", a déclaré l'auteur principal Frank Postberg, professeur de sciences planétaires. à la Freie Universität de Berlin.

" Si la vie y est présente, bien sûr, et souhaite être enfermée dans des grains de glace provenant d'un environnement tel qu'une réserve d'eau souterraine........XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX COMMENTAIRES 

 Si l ensemble de ces  éventualités etait confirmé  ce serait extraordinire     ! Mais soyons vigilants a ne pas applaudir troop vite .....

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More information: Fabian Klenner, How to Identify Cell Material in a Single Ice Grain Emitted from Enceladus or Europa, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adl0849. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl0849

Journal information: Science Advances  , Nature 

Provided by University of Washington