قد يكون أكبر قمر لزحل تيتان هو أكثر العقارات الرائعة في النظام الشمسي في الوقت الحالي. ليس من المستغرب ، بالنظر إلى حقيقة أن الغلاف الجوي الكثيف للقمر ، والبيئة العضوية الغنية والكيمياء قبل الحيوية يعتقد أنها تشبه الغلاف الجوي البدائي للأرض. على هذا النحو ، يعتقد العلماء أن القمر يمكن أن يعمل كنوع من المختبرات لدراسة العمليات التي تصبح بها العناصر الكيميائية اللبنات الأساسية للحياة.
وقد أدت هذه الدراسات بالفعل إلى ثروة من المعلومات ، والتي تضمنت الاكتشاف الأخير لـ "أنيونات سلسلة الكربون" - التي يُعتقد أنها تشكل لبنات بناء لجزيئات أكثر تعقيدًا. والآن ، وبفضل بيانات من Atacama Large Millimeter / subillimeter Array (ALMA) في تشيلي ، اكتشف فريق من الباحثين في وكالة ناسا وجود أكريلونيتريل ، وهو عنصر كيميائي آخر يمكن أن يكون أساس الحياة على هذا القمر.
ونشرت الدراسة التي تفصل نتائجهم - بعنوان "اكتشاف ALMA والإمكانيات الفلكية لسيانيل الفينيل على تيتان" - في عدد 28 يوليو من المجلة. تقدم العلم. في ذلك ، يشرح الفريق كيف أشارت البيانات من مجموعة ALMA إلى أن كميات كبيرة من أكريلونيتريل (C2ح3CN) موجود على تيتان - على الأرجح داخل الستراتوسفير للقمر.
كما أشارت مورين بالمر ، الباحثة في مركز جودارد لعلم الأحياء الفلكية والمؤلف الرئيسي على الورقة ، في بيان صحفي لوكالة ناسا: "وجدنا أدلة مقنعة على أن الأكريلونيتريل موجود في الغلاف الجوي لتيتان ، ونعتقد أن هناك إمدادات كبيرة من هذه المواد الخام يصل إلى السطح. "
يُعرف أيضًا باسم سيانيل الفينيل ، ويستخدم أكريلونيتريل هنا على الأرض في تصنيع البلاستيك. في الماضي ، تم التكهن بأن هذا المركب يمكن أن يكون موجودًا في جو تيتان. ومع ذلك ، لم يدرك العلماء إلا مؤخرًا احتمالية أن تكون أساسًا للمخلوقات الحية في بيئة تيتان العضوية الغنية - بإمدادها المستمر من الكربون والهيدروجين والنيتروجين.
ويستند هذا إلى دراسة أجريت في عام 2015 ، حيث سعى فريق من علماء كورنيل لتحديد ما إذا كانت الخلايا العضوية يمكن أن تتشكل في بيئة تيتان القاسية. بالنظر إلى أن القمر يواجه متوسط درجات حرارة سطح -179 درجة مئوية (-290 درجة فهرنهايت) والغلاف الجوي هو في الغالب النيتروجين والهيدروكربونات ، فإن الأغشية ثنائية الطبقة الدهنية (التي هي أساس الحياة على الأرض) لا يمكنها البقاء هناك.
ومع ذلك ، بعد إجراء المحاكاة الجزيئية ، قرر الفريق أن مركبات النيتروجين العضوية الصغيرة ستكون قادرة على تشكيل ورقة من مادة مماثلة لغشاء الخلية. كما قرروا أن هذه الصفائح يمكن أن تشكل مجالات مجهرية مجوفة أطلقوا عليها اسم "الأزوتوسومات" ، وأن أفضل مرشح كيميائي لهذه الأوراق سيكون أكريلونيتريل.
ستكون مثل هذه المادة قادرة على البقاء في الميثان السائل وفي درجات حرارة شديدة البرودة ، وبالتالي ستكون على الأرجح الأساس للحياة العضوية على Titan. كما أوضح مايكل ماما ، مدير مركز جودارد لعلم الأحياء الفلكية:
"إن القدرة على تكوين غشاء مستقر لفصل البيئة الداخلية عن البيئة الخارجية أمر مهم لأنها توفر وسيلة لاحتواء المواد الكيميائية لفترة كافية للسماح لها بالتفاعل. إذا كان بالإمكان تشكيل الهياكل الشبيهة بالغشاء بواسطة سيانيل الفينيل ، فستكون خطوة مهمة على طريق الحياة على قمر زحل تيتان ".
من أجل دراستهم ، جمع فريق Goddard 11 مجموعة بيانات عالية الدقة من ALMA ، والتي استعادوها من أرشيف الملاحظات التي تم استخدامها لمعايرة المصفوفة. من البيانات ، حددت بالمر وفريقها أن الأكريلونيتريل وفير نسبيًا في الغلاف الجوي لتيتان ، حيث يصل إلى تركيزات تصل إلى 2.8 جزء في البليون. كما قرروا أنه سيكون الأكثر شيوعًا في الغلاف الجوي العلوي لتيتان.
وهنا يمكن أن يرتبط الكربون والهيدروجين والنيتروجين كيميائيًا من التعرض لأشعة الشمس والجسيمات النشطة من المجال المغناطيسي لزحل. في نهاية المطاف ، سوف يشق الأكريلونيتريل طريقه عبر الغلاف الجوي البارد ويتكثف لتشكيل قطرات المطر التي تسقط على السطح. قدر الفريق أيضًا كمية هذه المواد التي يمكن أن تتراكم في Ligeia Mare - ثاني أكبر بحيرة ميثان في تيتان - بمرور الوقت.
أخيرًا ، حسبوا أنه في كل سنتيمتر مكعب (cm³) من حجمه ، يمكن أن تشكل Ligeia Mare ما يصل إلى 10.000.000 آزوزوم. هذا ما يقرب من عشرة أضعاف كمية البكتيريا الموجودة في المياه على طول المناطق الساحلية للأرض. كما أشار مارتن كوردنر ، أحد كبار المؤلفين في الورقة ، فإن هذه النتائج مشجعة بالتأكيد عندما يتعلق الأمر بالبحث عن حياة خارج الأرض في نظامنا الشمسي.
وقال: "إن اكتشاف هذه المادة الكيميائية المراوغة ذات الصلة بعلم الفلك أمر مثير للعلماء الذين يتوقون لتحديد ما إذا كانت الحياة يمكن أن تتطور على عوالم جليدية مثل تيتان". "يضيف هذا الاكتشاف قطعة مهمة لفهمنا للتعقيد الكيميائي للنظام الشمسي."
من المسلم به أن الدراسة وأساس استنتاجاتها هي مجرد تخمينات. لكنهم يُظهرون بالفعل أنه في إطار بعض المعايير المحددة ، يمكن أن توجد الحياة داخل نظامنا الشمسي - بما يتجاوز حدود "منطقتنا الصالحة للسكن". يمكن أن يكون لهذه الدراسة أيضًا آثار في البحث عن الحياة في الأنظمة خارج المجموعة الشمسية. إذا استطاع العلماء أن يقولوا بشكل قاطع أن الحياة لا تحتاج إلى درجات حرارة أكثر دفئًا ومياه سائلة في الوجود ، فإنها تفتح إمكانيات هائلة.
في العقود المقبلة ، من المتوقع أن تذهب العديد من المهام إلى تيتان ، بدءًا من الغواصات التي ستستكشف بحيرات الميثان إلى الطائرات بدون طيار والمنصات الجوية التي ستدرس الغلاف الجوي والسطح. بالفعل ، من المتوقع أن يحصلوا على معلومات قيمة حول تشكيل نظام زحل. ولكن لاكتشاف أشكال جديدة تمامًا للحياة؟ سيكون هذا حطم الأرض حقا!
