تم اكتشاف الفوسفور ، وهو مكون أساسي للحياة كما نعرفها ، لأول مرة في عينات المياه التي يمكن إرجاعها إلى القمر إنسيلادوس ، وهو أحد قمر زحل المغطى بالجليد.
هذا الاكتشاف ، الذي نُشر اليوم في مجلة Nature ، يقدم مزيدًا من الدعم للاقتراحات القائلة بأن الحياة يمكن أن تكمن في محيطات إنسيلادوس المغطاة بالجليد – وربما في بيئات مماثلة في أماكن أخرى من النظام الشمسي.
توفر المركبات المحتوية على الفوسفور ، والمعروفة باسم الفوسفات ، العمود الفقري الجزيئي لجزيئات الحمض النووي والحمض النووي الريبي. الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، أو ATP ، يعمل كمصدر للطاقة للخلايا الحية. يمثل هذا البحث المرة الأولى التي يتم فيها تتبع الفوسفات إلى محيط خارج كوكب الأرض. تقترح ورقة نيتشر أن مستويات الفوسفات في البحار الخفية للقمر إنسيلادوس يمكن أن تكون مئات أو حتى آلاف المرات أعلى مما هو موجود في محيطات الأرض.
“من خلال تحديد تركيزات الفوسفات العالية المتوفرة بسهولة في محيط إنسيلادوس ، نكون قد استوفينا الآن ما يعتبر عمومًا أحد أكثر المتطلبات صرامة في تحديد ما إذا كانت الأجرام السماوية صالحة للسكن” ، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة فابيان كلينر ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة واشنطن ، في بيان صحفي.
قاد الفريق وراء البحث فرانك بوستبيرج ، عالم الكواكب في Freie Universität Berlin. شارك Klenner في المشروع أثناء دراسته في الجامعة الألمانية ، وبدأ العمل في UW في مايو.
منذ أكثر من عقد من الزمان ، أكدت القراءات التي جمعتها بعثة كاسيني التابعة لناسا أن الماء يتناثر من الشقوق الموجودة في سطح إنسيلادوس – وأن حبيبات الجليد تنجذب نحو الحلقة E الباهتة لكوكب زحل. أخذ محلل الغبار الكوني التابع لكاسيني عينات من الرذاذ القادم من إنسيلادوس ، لكنه لم يسجل وجود الفوسفور.
قال بوستبيرج: “تم تقسيم النماذج الجيوكيميائية السابقة حول مسألة ما إذا كان محيط إنسيلادوس يحتوي على كميات كبيرة من الفوسفات على الإطلاق”.
لمعالجة السؤال بطريقة جديدة ، نظر Postberg وزملاؤه في مجموعة من القراءات من محلل الغبار الكوني التي ركزت على المواد الموجودة في الحلقة E.
أوضح كلينر في إحدى رسائل البريد الإلكتروني: “إن بيانات الحلقة الإلكترونية التي نظرنا إليها تعطينا إحصاءات أفضل ، مقارنة بالبيانات من عدد قليل من رحلات طيران إنسيلادوس”. “يصعب العثور على الفوسفور لأنه أقل العناصر الحيوية الأساسية وفرة ، وهي الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والكبريت.”
أعد كلينر تجربة تحاكي البيانات الناتجة عن اصطدام حبيبات الجليد المائي بكاشف كاسيني. لقد جرب تركيبات وتركيزات كيميائية مختلفة ، على أمل التوصل إلى قراءات تطابق التوقيعات الكيميائية التي سجلتها كاسيني.
قال كلينر: “لقد أعددت محاليل فوسفات مختلفة ، وقمت بالقياسات ، وضربنا عين الثور”. “كان هذا في تطابق تام مع البيانات من الفضاء.”
قال كلينر إن حبيبات الجليد تحتوي على الفوسفات “بسبب تفاعلات الماء والصخور في قاع بحر القمر.”
“لقد أظهرنا في الورقة من خلال التجارب الجيوكيميائية والنمذجة أن تركيزات الفوسفات العالية هي نتيجة حتمية من تفاعلات مائع غني بالكربونات يحتوي على درجة حموضة قلوية (= محيط إنسيلادوس) مع صخور شوندريتية كربونية غير متغيرة (= قلب إنسيلادوس الصخري) ،” قال عبر البريد الإلكتروني.
إنسيلادوس ليس العالم الجليدي الوحيد الذي يُعتقد أنه يؤوي بحارًا خفية. يقول العلماء إن القمر يوروبا ، وهو قمر كوكب المشتري المغطى بالجليد ، يبدو أنه يحتوي على محيط يصل إلى 10 مرات أعمق من محيط الأرض. وتشمل الأجرام السماوية الجليدية الأخرى التي قد يكون لها بحار جوفية قمرين آخرين لجوفيان ، جانيميد وكاليستو. تيتان ، قمر زحل مغطى بالضباب الدخاني ؛ والكواكب القزمة سيريس وبلوتو.
يمكن لبعثات الفضاء الروبوتية أن توفر المزيد من الأفكار حول تكوين المحيطات خارج كوكب الأرض ، وآفاق القابلية للسكن. ستلقي مهمة Europa Clipper التابعة لناسا ومهمة Juice التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية نظرة فاحصة على أقمار المشتري الجليدية ، بينما ستستكشف مهمة Dragonfly التابعة لناسا تيتان.
إنسيلادوس ليس مدرجًا في القائمة بعد من أجل زيارة روبوتية مستقبلية ، ولكن تم اقتراح العديد من مفاهيم المهمة – بما في ذلك إنسيلادوس أوربيلاندر ومونراكر وبريكثرو إنسيلادوس.
وقال بوستبيرج إن السؤال النهائي حول إنسيلادوس لا يزال بحاجة إلى إجابة.
أخبر GeekWire في رسالة بريد إلكتروني: “على الرغم من أننا نعلم الآن أن إنسيلادوس مكان صالح للسكنى ، فليس لدينا أدنى فكرة عما إذا كان مأهولًا بالفعل”. “نحن بحاجة إلى مهمة جديدة لمعرفة ذلك.”
بالإضافة إلى Postberg و Klenner ، فإن مؤلفي الورقة البحثية التي نشرتها Nature بعنوان “اكتشاف الفوسفات الناشئ من محيط إنسيلادوس” تشمل ياسوهيتو سيكين وكريستوفر جلين وزينجوي زو وبيرند أبيل وكينتو فرويا وجون هيلير ونوزير خواجة وساشا كيمبف ، لينز نويل ، تاكويا سايتو ، يورجن شميدت ، تاكازو شيبويا ، رالف سراما وشويا تان. وكان البحث موضوع عرض تقديمي في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في شيكاغو في ديسمبر الماضي.