اخترشناسان یک گام دیگر به حل معمای حیات در تیتان نزدیک شدند

اخترشناسان می‌گویند، موفق به کشف ترکیب ارگانیکی در جو قمر زحل، تیتان شده‌اند. درحالی‌که پلیمرهای”وینیل سیانید” در کره زمین کاربردهای زیادی در زمینه ساخت پوشاک آکریلیکی و پارچه‌های ضخیم دارند، این امکان وجود دارد که در شرایط قمر تیتان، ساختارهای انعطاف‌پذیری شبیه این پلیمرها غشاهای سلولی  را پدید آورده باشند.

قمر تیتان که به‌اندازه سیاره عطارد است، تنها جرم کیهانی منظومه شمسی البته به‌جز زمین است که دارای جو غلیظ و مایعات سطحی است. اما در عوض آب، دریاچه‌های قمر تیتان، از باران‌های هیدروکربنی تغذیه می‌شوند و غنی از متان مایع و اتان هستند، این مولکول‌های آلی همان ساختارهای شیمیایی پیش بیولوژیکی یا ترکیبات شکل‌دهنده حیات هستند.

قمر تیتان که بزرگ‌ترین قمر از میان ۵۳ قمر سیاره زحل است، دارای تمام عناصر اساسی تشکیل‌دهنده حیات است، کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن، فسفر، گوگرد و همچنین ذخایر هیدروکربنی است که از تمام هیدروکربن موجود در زمین بیشتر است. دانشمندان، مه موجود در جو قمر تیتان را مشابه مولکول‌های پیش بیولوژیکی محیط زمین اولیه می‌دانند.

مطالعات قبلی که در مورد جو فوقانی تیتان انجام‌شده بود، شواهد قوی در مورد حضور مولکول C2H3CN (آکریلونیتریل یا وینیل سیانید) در این قمر زحل فراهم کرده بود، اما دانشمندان ناسا با بهره بردن از آرایه میلی‌متری/ زیر میلی‌متری بزرگ آلما (ALMA) در صحرای آتاکاما در شیلی، وجود این مولکول‌ها را تائید کردند.

قمر تیتان به اخترشناسان فرصتی برای جستجوی علائم حیات به روش‌های مختلفی را داده، همان حیات مبتنی بر آب، اما با سیستم بیولوژیکی که ممکن است از هیدروکربن به‌عنوان حلال بهره برده باشند

در سیاره ما، به روش‌های مصنوعی متیل اتیلن هیدروکربن (یا متیل پروپن) با ترکیب مواد شیمیایی دیگر به پلیمرها تبدیل می‌شوند که برای تولید الیاف مورد استفاده در پوشاک، بادبان‌ها و مواد ضد آب کاربرد دارند. ترکیب هیدروکربن‌های موجود در جو تیتان، در واقع چنین کاری را انجام می‌دهد.

مورین پالمر، محقق ارشد این تیم تحقیقاتی از مرکز سفرهای فضایی گودارد ناسا، می‌گوید: “ما شواهد قانع‌کننده‌ای در اختیارداریم که نشان می‌دهد، آکریلو نیتریل در جو قمر تیتان وجود دارد و  فکر می‌کنیم که مقادیر قابل‌توجهی از این مواد خام به سطح قمر می‌رسند.”

برای فضانوردان و علاقه‌مندان به کشف حیات فرازمینی، تیتان حدود یک دهه است که از این لحاظ، به یکی از ایدئال‌ترین مکان‌های منظومه شمسی تبدیل شده است.  اخترشناسان در سال‌های اخیر، با بهره بردن از داده‌های کاوشگر کاسینی و اطلاعات تلسکوپ‌های زمینی، کشف کرده‌اند که این قمر دارای جوی از نیتروژن ضخیم و چرخه آب و هوایی مبتنی بر تبخیر و ذخیره هیدروکربن‌های مایع است.

سارا هورست، دانشمند علوم سیاره‌ای از دانشگاه جانز هاپکینز در بالتیمور، می‌گوید:”ترکیبی از مواد ارگانیک و مایع در قالب آب موجود در یک اقیانوس زیرسطحی و متان- اتان در سطح دریاچه‌ها و دریاها، بدان معنی است که تیتان ممکن است، مکان ایدئالی در منظومه شمسی برای بررسی امکان سکونت پذیری، فرایندهای (شیمیایی) پیش بیولوژیکی و حضور و تنوع حیات در فضا باشد.”

تصویر هنری از قمر تیتان، هنگامی کاسینی به تیتان رسید، خود را در برابر دنیایی دید که شباهت غریبی به دوران اولیه زمین داشت، یعنی زمانی که هنوز حیات در سیاره ما شکل نگرفته بود

ممکن است، دمای سطحی تیتان با وجود دمای منفی ۱۷۹ درجه سانتی‌گراد (منفی۲۹۰ درجه فارنهایت) بسیار سرد باشد و اکسیژن کمی در آن وجود داشته باشد، اما گمانه‌زنی‌های بسیاری در این مورد وجود دارد که برخی فعل‌وانفعالات پیچیده شیمیایی در این قمر، برخی ویژگی‌های حیات را در این قمر فراهم کرده باشد. یکی از این ویژگی‌ها تبدیل ساختارهای بیوشیمیایی به حباب‌های چسبیده‌ای است که به آن سلول می‌گوییم.

مولکول‌های چربی و یا فسفولیپیدها مشابه ساختار دولایه‌های را شکل می‌دهند که سطح سلول را می‌پوشانند و از آن در برابر محیط محافظت می‌کنند. مایکل موما، مدیر مرکز سفرهای فضایی گودارد برای اخترزیست‌شناسی می‌گوید: “قابلیت پدید آوردن یک غشاء پایدار برای جدا کردن محیط داخلی از یک خارجی اهمیت زیادی دارد، چراکه وسیله‌ای برای حفظ مواد شیمیایی به مدتی طولانی فراهم می‌کند.”

با توجه به شرایط تیتان امکان پدید آمدن این نوع چربی‌ها وجود ندارد، اما چند سال قبل بود که محققان دانشگاه کرنل در امریکا نشان دادند که غشاهای مشابهی می‌تواند از ترکیبات نیتروژنی مانند وینیل سیانید شکل بگیرد.

اما این غشاها هنوز با حباب و چیزی که فیزیکدان فریمن دایسون از آن به‌عنوان “مدل کیسه‌های زباله” نام می‌برد، تفاوت اساسی دارند. اما تأیید وجود مولکول‌های وینیل سیانید در استراتوسفر تیتان با غلظت ۲.۸ واحد در میلیارد، به این معنی است که ممکن است، برخی ترکیبات شیمیایی شکل‌دهنده مولکول‌های زیستی (پیش بیولوژیکی) در این قمر وجود داشته باشند. به عقیده دایسون، سلول‌های اولیه کیسه‌های کوچکی از نوعی غشای سلولی بودند که دارای مولکول‌های چرب یا اکسید فلزی بودند و در درون این کیسه‌ها، مجموعه‌ای از مولکول‌های ارگانیک وجود داشته‌اند.

گام بعدی محققان این است که از مولکول‌های وینیل سیانید در محیط آزمایشگاه استفاده کنند و شرایط تیتان را آزمایش کنند. حتی اگر هرگز در اعماق دریاچه لیژیا مولکول‌های وینیل را پیدا نکنیم، کشف ساختار شیمیایی در آستانه تبدیل‌شدن به ساختارهای زیست‌شناسی، فوق‌العاده کشف بزرگی است.

یافته‌های این اخترشناسان در نشریه “Science Advances” منتشرشده است.

.

منبع: sciencealert