عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.
يوضح هذا التوضيح القمر الجليدي لزحل ، مع أعمدة من بخار الماء وجزيئات الجليد والجزيئات العضوية التي تنبعث من الكسور بالقرب من القطب الجنوبي. تشير التجارب المعملية الجديدة إلى أن بعض هذه الجزيئات العضوية قد تتشكل على سطح القمر من خلال الكيمياء التي يحركها الإشعاع ، بدلاً من النشطاء من محيط تحت سطح الأرض. . | الائتمان: ناسا/JPL-Caltech
يمتد Enceladus ، أحد أقمار Saturn الصغيرة الجليدية ، على بعد 300 ميل فقط (500 كيلومتر) – ولكن على الرغم من حجمه المتواضع ، فقد أصبح نجمًا في البحث عن الحياة خارج الأرض. من الشقوق القريبة من القطب الجنوبي ، ينفجر القمر السخانات الشاهقة لخارفة الماء ، الجليد والجزيئات العضوية في الفضاء ، والتي هي تلميحات محيرة للمحيط الخفي الذي يمكن ، من الناحية النظرية ، أن تكون صالحة للسكن.
لكن الأبحاث الجديدة التي قدمت هذا الأسبوع في مؤتمر علوم الكواكب في فنلندا يظهر أن العديد من الجزيئات العضوية التي تم اكتشافها في هذه الأعمدة يمكن أن تتشكل أيضًا على سطح القمر ، مدفوعًا بالإشعاع بلا هوادة من المجال المغناطيسي لزحل. ألقت النتائج بالشك في ما إذا كانت الأعمدة تحمل حقًا همسات من الحياة الغريبة ، أو مجرد أصداء من الكيمياء الهامدة على القشرة المجمدة.
وقال غريس ريتشاردز من المعهد الوطني في إيطاليا في بيان: “على الرغم من أن هذا لا يستبعد احتمال أن يكون محيط إنسيلادوس صالحًا للسكن ، إلا أنه يعني أننا بحاجة إلى أن نكون حذرين في جعل هذا الافتراض لمجرد تكوين الأعمدة”.
لتجربتهم ، أعادت ريتشاردز وزملاؤها ظروفًا على enceladus في مصغرة داخل مختبر متخصص في المجر. باستخدام غرفة الجليد ، جمدت الفريق مخاليط من الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان والأمونيا إلى تقشعر لها الأبدان-420 درجة فهرنهايت (-253 درجة مئوية) ، محاكاة الظروف الباردة بالقرب من سطح القمر. ثم تم قصف ICES مع “أيونات مجموعة المياه” عالية الطاقة ، وهي نفس الجسيمات المشحونة المحاصرة حول زحل التي تشع باستمرار عن enceladus.
لمراقبة التغييرات الكيميائية الناجمة عن الإشعاع ، استخدم الباحثون التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لمراقبة “بصمات الأصابع” الجزيئية أو الأطياف. كما تفاعل الإشعاع مع العينات ، تحولت الأطياف ، مما يشير إلى تكوين جزيئات جديدة.
أنتجت كل من التجارب الخمس أول أكسيد الكربون ، السيان ، والأمونيوم – المركبات التي تم اكتشافها في أعمدة إنسيلادوس من قبل المركبة الفضائية كاسيني في ناسا في عام 2005. الأسيتالديهايد و formamide ، وهما لبنات بناء يمكن أن تسهم في كيمياء الحياة.
وكتبت ريتشاردز وزملاؤها في الورقة: “على الرغم من أن العديد من هذه المنتجات لم يتم اكتشافها من قبل على سطح Enceladus ، فقد تم اكتشاف بعضها في أعمدة Enceladus”. هذا يؤدي إلى “أسئلة حول ما إذا كانت مادة عمود تشكل داخل بيئة الفضاء الغنية بالإشعاع أو ما إذا كانت تنشأ في المحيط تحت السطحي.”
ومن الأهمية بمكان ، أن الجداول الزمنية اللازمة للإشعاع لدفع هذه التفاعلات الكيميائية قابلة للمقارنة مع المدة التي يبقى فيها الجليد المعرضة على سطح إنسيلادوس أو في أعمدةه ، لذلك قد يكون المميزات المميزة للمحيطات من المواد المولودة في السطح صعبة ، كما تلاحظ الدراسة.
“من المحتمل أن تكوين المحيط تحت السطحي قد لا ينعكس بدقة من خلال تكوين العمود الناشئ ، أو عن طريق المواد المودعة على السطح بجوار العمود مباشرة” ، كما تقول الورقة.
بالنسبة لعلماء الفلك ، فإن النتائج هي واقعية ومثيرة. من ناحية ، فإنها تعقد القصة التي تفيد بأن العضوية في الأعمدة هي علامات نهائية على محيط صديق للحياة. من ناحية أخرى ، فإنهم يسلطون الضوء على أن الكيمياء الغنية ، التي قد تكون ذات صلة بالحياة يمكن أن تزدهر حتى في البيئات المتطرفة التي تنقصها الإشعاع ، وبالتالي توسيع الطرق التي يفكر بها العلماء في المكان الذي قد تتشكل فيه الجزيئات البريبايوية ولماذا يظل enceladus هدفًا رئيسيًا للاستكشاف.
أعطت مهمة كاسيني في ناسا ، التي انتهت في عام 2017 مع غرق دراماتيكي في جو زحل ، الإنسانية الأولى والوحيدة “ذوق” من سخانات إنسيلادوس. لكن الأدوات على متن المركبة الفضائية لم تكن مصممة للتمييز بين الجزيئات المزورة في المحيط العميق الذي يفترض أن يطبخ في القشرة الجليدية.
رسم يوضح نموذجًا ثلاثي الأبعاد من 98 سخانًا تم رصده بواسطة مسح للتصوير Cassini لـ Enceladus 'South Polar Regiona | الائتمان: معهد ASA/JPL-Caltech/SPACE Science
يمكن أن تأتي هذه الإجابات في العقود المقبلة مع المهام المستقبلية. يتصور أحد المفاهيم قيد النظر كجزء من برنامج Voyage 2050 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية تحقيقًا مخصصًا يمكن أن يهبط على السطح ويجمع مواد مبعورة من المحيط المخفي للقمر. قامت ناسا أيضًا بدراسة مفهوم “Obilander” المصمم لتجربة أعمدة Enceladus من المدار.
في هذه الأثناء ، تستكشف الصين بنية مهمة متعددة الأجزاء تشمل مدارًا ، ومرابًا وروبوتًا عميقًا يحاول الوصول إلى المحيط تحت السطحي للبحث عن المجنات الحيوية المحتملة.
تم وصف هذا البحث في ورقة نشرت في طبعة 15 أكتوبر من مجلة Planetary & Space Science.