شناسایی نشانه‌هایی از مواد بیوشیمیایی کلیدی در تایتان؛ بزرگ‌ترین قمر زحل

به‌تازگی یک خبر جدید منتشر شد؛ خبری در مورد بزرگ‌ترین قمر زحل که آن را با نام تایتان می‌شناسیم. اعلام شده است یکی از مواد ارگانیک استفاده شده از ساخت و تولید پلاستیک‌ها به‌تازگی در اتمسفر این قمر رویت شده است.

در حالی که ماده‌ی شیمیایی وینیل سیانید روی سیاره‌ی خودمان دارای استفاده‌های زیادی در زمینه‌ی پلیمر است و از آن برای ساختن پوشش‌های اکریلیک و پارچه‌های چادر استفاده می‌شود، شاید بتوانیم این را هم به خودمان بقبولانیم که تحت شرایط تایتان نیز این ماده می‌تواند در ساخته شدن سازه‌های انعطاف‌پذیری چون غشای سلول‌های خودمان نقش داشته باشد.

در بررسی‌های علمی که پیش از این نیز انجام شده بود، دانشمندان در سطوح بالایی تایتان به وجود برخی شواهد قوی از حضور مولکول وینیل سیانید یا همان اکریلونیتریل با رابطه‌ی شیمیایی C2H3CN پی برده بودند؛ اما اکنون دانشمندان ناسا با استفاده از داده‌های به‌دست آمده از آرایه‌ی ALMA در آتاکاما موفق به تایید آن شده‌اند.

واحدهای این مولکول روی زمین از طریق سنتز و با تبدیل هیدروکربن متیل اتیلن (یا پروپان) ساخته می‌شوند. این واحدها در کنار همدیگر با استحکام کافی می‌مانند و به این ترتیب پلیمرهایی را شکل می‌دهد که گاهی در ترکیب با سایر مواد شیمیایی می‌توانند برای ساختن فیبرها به کار روند. فیبرها هم در تهیه‌ی لباس، بادبان‌ها و همچنین مواد بادگیر (و ضدهوا) ساخته می‌شوند.

 مخلوط هیدروکربن‌های موجود در اتمسفر تایتان با ابرهای سیانیدی در همین بخش می‌تواند از نظر تئوری در تایتان هم همان اتفاقی را رقم بزند که روی زمین انجام می‌شود. حال مشخص شده که در عمل هم این واکنش روی می‌دهد. مائورین پالمر از مرکز پروازهای فضایی ناسا گودارد، که سرپرستی این پژوهش را بر عهده داشته می‌گوید:

ما به شواهد قانع‌کننده‌ای دست یافته‌ایم مبنی بر اینکه اکریلونیتریل در اتمسفر تایتان حضور دارد و ما بر این باور هستیم که مقادیر عظیمی از این ماده‌ی خام می‌تواند در سطح قمر وجود داشته باشد.

تایتان در دهه‌ی اخیر به‌عنوان محبوب‌ترین جرم منظومه‌ی شمسی برای علاقمندان به فضا و موجودات بیگانه تبدیل شده است.

اکنون به‌لطف داده‌های به‌دست آمده از مشاهدات کاوشگر کاسینی و همچنین تصاویر دریافتی با تلسکوپ‌های سطح زمین، در سال‌های اخیر دریافته‌ایم که این قمر دارای اتمسفری ضخیم از جنس نیتروژن و همچنین چرخه‌ی هوایی مبتنی بر تبخیر و کشش هیدروکربن‌های مایع است.

سطح تایتان احتمالا دارای دمایی حدود منفی ۱۷۹ درجه باشد؛ اندکی سرد به نظر می‌رسد! و همینطور اکسیژن زیادی هم در آنجا وجود ندارد، اما این امر نتوانسته مانع از گمانه‌زنی‌های دانشمندان در مورد امکان وجود برخی از قابلیت‌ها یا مولفه‌های شبه‌حیات در این قمر شود.

 یکی از ویژگی‌های حیات روی زمین مربوط به مجزا شدن فضای بیوشیمی در داخل حباب‌هایی کوچک است که ما آنها را با نام سلول می‌شناسیم.

وینیل سیانید

مولکول‌های فربه‌تر یا اگر بخواهیم دقیق بگوییم، فسفولیپیدها منجر به تشکیل لایه‌ای می‌شوند؛ لایه‌ای که به‌نوعی باعث متمرکز شدن سوپ شیمیایی می‌شود که به باورمان دارای یک ماهیت زیست‌شناختی است و باعث حفاظت آنها در برابر عوامل محیطی می‌شود. مایکل موما یکی از پژوهشگران این پروژه می‌گوید:

توانایی تشکیل یک غشای پایدار به‌منظور جداسازی محیط درونی و بیرونی بسیار مهم است؛ زیرا باعث فراهم شدن زمینه‌ و ابزاری می‌شود که داخل غشا بتواند مواد شیمیایی را به مدت‌ کافی کنار هم برای آغاز برهم‌کنش‌هایی با همدیگر نگه دارد.

البته وضع تایتان به‌گونه‌ای است که احتمال تولید این نوع لیپیدها در آنجا بعید به نظر می‌آید؛ اما چند سال پیش، دانشجویانی از دانشگاه کورنل غشاهای مشابهی را ارائه دادند که امکان تشکیل شدنشان از ترکیبات نیتروژن‌داری همچون وینیل سیانید نیز در آنها وجود داشت.

 این آزوتوسام‌ها (آزوتوسام واژه‌ای فرانسوی برای توصیف ترکیب نیتروژن و ازت است) می‌توانسته‌اند خود را درون صفحاتی در کنار هم بیاورند، به‌نحوی که بتواند حباب‌هایی را همانند حباب‌های سلول‌های فسفولیپید ما به داخل سلول بکشد.

 البته باید در نظر داشته باشیم که هنوز هم میان حباب اشاره شده در این پژوهش با آنچه که فریمن دایسون یک بار از آن با عنوان مدل کیسه‌ی زباله یاد کرده بود وجود دارد. در آن مدل، برخی از فعل‌وانفعالات شیمیایی تکرارشونده در داخل یک غشای محافظت‌کننده با همدیگر برهم‌کنش می‌کنند.

اما به هر سو تایید وجود مولکول‌های C2H3CN در استراتوسفر تایتان با میزان تمرکز ۲.۸ در هر میلیارد بدین معنی است که ما می‌توانیم کماکان در مورد امکان گونه‌هایی از ماهیت‌های شیمیایی شبه‌زیستی در این جرم فضایی امیدوار باشیم و از شنیدن یافته‌های جدید هیجا‌ن‌زده شویم.

 پژوهشگران از داده‌های آرشیوی به‌دست آمده از آرایه‌ی آلما در طی چندین ماه از سال ۲۰۱۴ به‌منظور جستجو به دنبال تساطع‌های نوری خاص رسیده از اتمسفر تایتان استفاده کرده‌اند.

 فراوانی مواد شیمیایی در آنجا این امکان را به وجود می‌آورد که در بخش‌های پایینی‌تر اتمسفر تایتان، ما با فضای غلیظ‌تری روبرو باشیم و روی سطح آن نیز رسوب‌های فراوانی از همین ماده وجود داشته باشد و حتی در دریاچه‌ی تایتان، این مقدار بیشتر هم شود.

برپایه‌ی برآورد گروه پژوهشی، مقادیر کافی از ماده‌ی وینیل سیانید در بخش‌هایی از تایتان می‌تواند با میزان تراکمی تا ۱۰ میلیون غشا در هر سانتی‌متر مربع نیز وجود داشته باشد.

گام بعدی برای پژوهشگران این خواهد بود که بتوانند آزوتسوم‌های وینیل سیانید را در محیط آزمایشگاه بسازند و روی چگونگی رفتار آن در شرایط تایتان پژوهش کنند. حتی اگر ما هیچگاه نتوانیم هیچ موجود زنده‌ی ریز ساخته‌شده از وینیل را در تایتان پیدا کنیم، باز هم کشف نشانه‌هایی از شیمی در مرزهای دنیای زیست‌شنایی می‌تواند همواره هیجان‌انگیز باشد.

دستاوردهای این پژوهش در Science Advances منتشر شده است.

منبع: زومیت