Земні бактерії можуть десятиліттями виживати на Місяці

Чи можуть мікроби виживати в постійно затінених регіонах (ПЗР) Місяця? Саме це питання намагалося з'ясувати нещодавнє дослідження, представлене на 56-й Конференції з місячної та планетарної науки. Група дослідників зі Сполучених Штатів та Канади вивчала ймовірність довгострокового виживання мікробів у ПЗР Місяця — кратерах, розташованих на полюсах, які не отримують сонячного світла через незначний нахил осі обертання Місяця. Це дослідження може допомогти науковцям краще зрозуміти неймовірні місця, де вони потенційно могли б знайти життя в Сонячній системі.

Доктор Джон Мурс, доцент Центру досліджень Землі та космічного простору Йоркського університету та головний автор дослідження, розповів про мотивацію цієї роботи: «Кілька років тому, у 2019, я брав участь у дослідженні потенціалу Місяця зберігати мікробне забруднення на космічних апаратах, яке очолював дослідник Університету Флориди доктор Ендрю Шуергер. Тоді ми не розглядали ПЗР через складність моделювання ультрафіолетового випромінювання в цих середовищах. Однак за ці роки мій колишній студент, доктор Джейкоб Клус з Університету Меріленда, розробив складну модель освітлення. Крім того, з новим інтересом до вивчення ПЗР, ми вирішили знову розглянути ці регіони і зрозуміли, що в нас є всі елементи головоломки, необхідні для розуміння їхньої здатності зберігати земне мікробне забруднення».

Для дослідження науковці провели серію моделювань, щоб визначити, чи зменшена кількість ультрафіолетового (УФ) випромінювання та підвищені температури в ПЗР можуть забезпечити можливе виживання мікроорганізмів у двох кратерах ПЗР — Шеклтоні та Фаустіні. Дослідники обрали ці два кратери на основі попередніх досліджень моделювання світла, що потрапляє до кратерів, і обидва кратери також є цільовими місцями посадки для майбутніх місій програми Артеміда.

Як уже зазначалося, місячні ПЗР позбавлені сонячного світла через нахил осі Місяця, який становить приблизно 1,5 градуса відносно Сонця. Для порівняння, нахил осі Землі становить приблизно 23,5 градуса відносно Сонця, що призводить до сезонів, які ми відчуваємо під час обертання Землі навколо Сонця. Внаслідок цього незначного нахилу осі певні кратери ПЗР, такі як Шеклтон і Фаустіні, не отримували сонячного світла потенційно мільярди років. Хоча Місяць не має атмосфери і перебуває під впливом космічного вакууму, це створює дуже холодні кишені, які, на думку дослідників, можуть зберігати мікроби протягом тривалого часу.

«У космосі мікроби зазвичай гинуть від високої температури та ультрафіолетового випромінювання», — пояснює доктор Мурс. «Однак ПЗР дуже холодні та темні і, як наслідок, вони є одним з найбільш захисних середовищ у Сонячній системі для типів мікробів, які зазвичай присутні на космічних апаратах. Чітко розуміймо, що ці мікроби не можуть тут метаболізувати, розмножуватися чи рости, але вони, ймовірно, залишаються життєздатними протягом десятиліть, доки їхні спори не загинуть від впливу вакууму. Органічні молекули, з яких складаються їхні клітини, ймовірно, зберігатимуться набагато довше».

Місячні ПЗР є цільовими місцями посадки для майбутньої програми NASA Артеміда, особливо Шеклтон, через потенційні поклади водяного льоду, які містяться в кратерах ПЗР і які майбутні астронавти могли б використовувати для води, палива та кисню. Однак усі космічні місії ризикують принести небажані мікроби до цільового місця, потенційно забруднюючи без необхідності іншим чином незаймане середовище, позбавлене мікробів. Це може призвести до збору помилкових даних та неточних результатів після їхнього аналізу, що потенційно спричинить неправильні висновки щодо пошуку життя за межами Землі.

Це особливо справедливо для людських місій на Місяць, оскільки люди природно є носіями великої кількості мікробів, які могли б подорожувати з ними на Місяць. Таким чином, будь-які мікроби, що можуть існувати в ПЗР, могли б зазнати впливу людських мікробів, можливо, знищуючи їх.

Щоб боротися з цим, офіс планетарного захисту NASA відповідає за нагляд за тим, щоб вихідні космічні апарати були стерилізовані й очищені від мікробів перед запуском, а також за забезпечення того, щоб повернені космічні апарати не несли небажаних мікробів ззовні Землі.

«Хоча ми можемо досить добре очистити роботизовані космічні апарати, складніше дезактивувати обладнання та скафандри, що використовуються в дослідженнях людиною. В результаті люди, які йдуть у ПЗР, ймовірно, принесуть із собою значно більше забруднення, частина якого залишиться та збережеться набагато довше, ніж будь-де інде на Місяці», — додає доктор Мурс.

Крім того, у дослідженні зазначається, що «слід бути обережними під час їхнього дослідження» щодо ПЗР, але чи йдеться тут про планетарний захист?

Доктор Мурс пояснює: «Це менше питання планетарного захисту, ніж збереження ПЗР у якомога ближчому до незайманого стані для майбутніх наукових аналізів. Питання тоді полягає в тому, наскільки це забруднення має значення. Це залежатиме від наукової роботи, що проводиться в ПЗР. Одна з можливих цілей — взяти зразки водяного льоду з ПЗР, щоб краще зрозуміти їхнє походження та як вони потрапили сюди. Частина цього аналізу може включати вивчення органічних молекул, присутніх у льоду, які, як відомо, зустрічаються в інших місцях, наприклад, у кометах. Цей аналіз буде легшим, якщо забруднення із земних джерел буде мінімізоване».

Якщо в місячних ПЗР є мікроби, тоді постає питання, як вони туди потрапили. Враховуючи сильно кратеровану поверхню Місяця, вони могли прибути з об'єкта, що зіткнувся з Місяцем з іншого місця Сонячної системи чи навіть із-за її меж. Однак люди також відправили низку космічних апаратів, які зіткнулись із місячною поверхнею, включаючи космічні апарати Рейнджер, що сталося напередодні місій Аполлон, але ці апарати розбились поблизу екватора Місяця, далеко від полюсів.

У 2009 році місія NASA «Супутник для спостереження та зондування місячних кратерів» (LCROSS) на Місяць навмисно розбила свій верхній ступінь Центавр об кратер Кабей, який є кратером ПЗР, розташованим приблизно за 100 кілометрів від південного полюса Місяця, з метою виміряти кількість води, що утворилася з викиду уламків.

«Ймовірність того, що в ПЗР уже є земне мікробне забруднення, низька, але не нульова», — продовжує доктор Мурс. «Кілька космічних апаратів зіткнулися всередині або поблизу ПЗР. Хоч усі вони робили це на високій швидкості, попередні дослідження інших учених припускають, що невелика кількість спор може вижити під час симульованих зіткнень із матеріалами, подібними до реголіту. Якби якісь мікроби вижили після цих зіткнень, вони були б широко розсіяні».

Які нові відкриття щодо потенційних мікробів, що живуть на Місяці, зроблять дослідники в наступні роки та десятиліття? Тільки час покаже!