1970 년대 이후 보이저 과학자들은 유로파의 얼음 표면의 이미지를 포착하여 생명체가 외부 태양계의 달의 내부 바다에 존재할 수 있다고 의심했습니다. 그 이후로 유로파와 엔셀라두스의 얼음 기둥, 열수 활동의 내부 모델, 심지어 엔셀라두스의 깃털에서 복잡한 유기 분자의 획기적인 발견에 이르기까지이 이론을 뒷받침하는 다른 증거가 나타났습니다.
그러나 외부 태양계의 일부 지역에서는 조건이 매우 차가 우며 독성 부동액 화학 물질이 존재하기 때문에 물은 액체 형태로만 존재할 수 있습니다. 그러나 국제 연구팀의 새로운 연구에 따르면 박테리아가 이러한 거친 환경에서 생존 할 수 있다고합니다. 이것은 태양계의 극한 환경에서 생명의 증거를 찾고자하는 사람들에게 희소식입니다.
“영하 소금물에 강화 된 미생물 생존 가능성”이라는 제목의 연구 결과가 최근 과학 저널에 게재되었습니다. 천문학. 이 연구는 베를린 공과 대학 (TUB)의 천문학 및 천체 물리학 센터의 Jacob Heinz가 수행했으며 Tufts University, Imperial College London 및 Washington State University의 회원을 포함했습니다.
기본적으로 태양과 멀리 떨어져 있거나 내부 가열 메커니즘이없는 Ceres, Callisto, Triton 및 Pluto와 같은 몸체에서 내부 해양은 특정 화학 물질 및 염 (예 : 암모니아)으로 인해 존재하는 것으로 생각됩니다. 이러한 "동결 방지"화합물은 해양의 어는점이 낮아 지지만 우리가 알고있는 것처럼 너무 차갑고 생명에 유해한 환경을 만듭니다.
연구를 위해 팀은 미생물이 실제로 이러한 환경에서 생존 할 수 있는지 여부를 결정하려고 노력했습니다. Planococcus halocryophilus북극 영구 동토층에서 발견되는 박테리아. 그런 다음이 박테리아를 화성에있는 피닉스 랜더가 발견 한 화학 화합물 인 과염소산 염뿐만 아니라 나트륨, 마그네슘 및 염화칼슘 용액에 처리했습니다.
그런 다음 여러 번의 동결 및 해동주기를 통해 + 25 ° C ~ -30 ° C의 온도 범위에서 용액을 처리했습니다. 그들이 발견 한 것은 박테리아의 생존율이 관련된 용액과 온도에 달려 있다는 것입니다. 예를 들어, 염화물 함유 (식염수) 시료에 현탁 된 박테리아는 과염소산 염 함유 시료에 비해 생존 가능성이 더 높았습니다. 그러나 생존율은 온도가 낮아질수록 증가합니다.
예를 들어, 연구팀은 염화나트륨 (NaCl) 용액의 박테리아가 2 주 안에 실온에서 죽었다는 것을 발견했습니다. 그러나 온도가 4 ° C (39 ° F)로 낮아지면 생존 성이 증가하기 시작했으며 온도가 -15 ° C (5 ° F)에 도달 할 때까지 거의 모든 박테리아가 생존했습니다. 한편, 마그네슘 및 염화칼슘 용액의 박테리아는 –30 ° C (-22 ° F)에서 높은 생존율을 나타 냈습니다.
온도에 따라 3 가지 식염수 용매에 대해서도 결과가 다양 하였다. 염화칼슘 (CaCl2)의 박테리아는 염화나트륨 (NaCl) 및 염화 마그네슘 (MgCl2)보다 4 ~ 25 ° C (39 ~ 77 ° F)의 생존율보다 현저히 낮은 생존율을 보였지만, 온도가 낮을수록 세 가지 모두에서 생존율이 증가했습니다. 과염소산 염 용액의 생존율은 다른 용액보다 훨씬 낮았습니다.
그러나 이는 일반적으로 과염소산 염이 전체 용액의 질량의 50 %를 구성하는 용액 (물이 더 낮은 온도에서 액체를 유지하는 데 필요함)에 있었으며, 이는 상당히 독성이 있습니다. 10 %의 농도에서 박테리아는 여전히 성장할 수있었습니다. 이것은 토양에 과염소산 염이 1 중량 % 미만으로 포함되어있는 화성에 반 좋은 소식입니다.
그러나 Heinz는 토양의 염 농도는 용액의 염 농도와 다르다고 지적했다. 그럼에도 불구하고, 화성과 관련하여 온도와 강수량이 지구의 일부인 아타 카마 사막과 남극 대륙과 매우 유사하기 때문에 이것은 여전히 좋은 소식이 될 수 있습니다. 박테리아가 지구상의 그러한 환경에서 살아남을 수 있다는 사실은 그들이 화성에서도 살아남을 수 있음을 나타냅니다.
일반적으로 연구에 따르면 온도가 낮을수록 미생물 생존율이 높아지지만 이는 미생물의 종류와 화학 용액의 구성에 따라 다릅니다. Heinz는 Astrobiology Magazine에 다음과 같이 말했습니다.
“세포를 죽이는 반응을 포함하여 [A] 반응은 저온에서 느리게 진행됩니다. 그러나 과염소산 염 용액의 저온에서는 박테리아 생존율이 크게 증가하지 않았지만 염화칼슘 용액의 저온은 생존 성이 현저하게 증가했습니다.”
연구팀은 또한 박테리아가 동결 및 해동주기에서 염분 용액에서 더 우수하다는 것을 발견했다. 결국, 결과는 생존 가능성이 모두 조심스럽게 균형을 이루고 있음을 나타냅니다. 더 낮은 농도의 화학 염은 박테리아가 생존하고 심지어 성장할 수 있음을 의미하지만, 물이 액체 상태로 유지되는 온도는 감소 될 것이다. 또한 짠 용액은 동결 및 해동주기에서 박테리아 생존율을 향상 시킨다는 것을 나타냈다.
물론 특정 조건에서 박테리아가 생존 할 수 있다고해서 박테리아가 번성한다는 의미는 아닙니다. 애리조나 주립대 지구 및 우주 탐사 학교의 박사 과정 학생이자 연구 공동 저자 인 Theresa Fisher는 다음과 같이 설명했습니다.
“생존과 성장은 정말 중요한 차이점이지만 여전히 삶은 우리를 놀라게합니다. 일부 박테리아는 저온에서도 생존 할 수있을뿐만 아니라 대사하고 번성해야합니다. 우리는 생존뿐만 아니라 유기체가 번성하는 데 필요한 것을 가정하여 편견을 가지고 노력해야합니다.”
따라서 Heinz와 그의 동료들은 현재 다른 온도에서 다른 농도의 염이 박테리아 번식에 어떻게 영향을 미치는지 결정하기 위해 다른 연구를 진행하고 있습니다. 한편,이 연구와 다른 연구는 그들이 생존하고 성장할 수있는 조건의 종류에 제약을가함으로써 외계 생명체의 가능성에 대한 독특한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.
생명체가 존재할 수있는 곳을 알면 검색 노력에 집중할 수 있기 때문에 이러한 연구는 외계 생명체를 찾는 데 도움이됩니다. 앞으로 몇 년 동안, Europa, Enceladus, Titan 및 태양계의 다른 위치에 대한 임무는이 시체들 안에 또는 그 안에 생명의 존재를 나타내는 생체 서명을 찾고있을 것입니다. 차갑고 거친 환경에서 생명이 살아남을 수 있다는 것을 알면 추가 가능성이 열립니다.
