هل توجد حياة خارج الارض

كان الإجماع العلمي العام هو أن أفضل مكان للبحث عن دليل على وجود حياة خارج كوكب الأرض هو المريخ. ومع ذلك ، فهو ليس المكان الوحيد بأي حال من الأحوال. بصرف النظر عن العديد من الكواكب خارج المجموعة الشمسية التي تم تصنيفها على أنها "قابلة للسكن" ، هناك الكثير من الكواكب الأخرى المرشحة هنا في نظامنا الشمسي. وتشمل هذه الأقمار الصناعية الجليدية العديدة التي يعتقد أن لديها محيطات داخلية يمكن أن تؤوي الحياة.

من بينها تيتان ، أكبر قمر لكوكب زحل يحتوي على جميع أنواع الكيمياء العضوية بين غلافه الجوي وسطحه. لبعض الوقت ، كان العلماء يشكون في أن دراسة الغلاف الجوي لتيتان يمكن أن تقدم أدلة حيوية للمراحل الأولى من تطور الحياة على الأرض. بفضل البحث الجديد الذي قاده عملاق التكنولوجيا IBM ، تمكن فريق من الباحثين من إعادة خلق الظروف الجوية على تيتان في المختبر.

تم وصف بحثهم في ورقة بعنوان "تصوير تيتان بالضباب العضوي في المقياس الذري" ، والتي ظهرت مؤخرًا في عدد 12 فبراير من مجلة الفيزياء الفلكية. قاد فريق البحث الدكتور فابيان شولز والدكتور جوليان ميلارد وضم العديد من الزملاء من IBM Research-Zurich ، وجامعة Paris-Saclay ، وجامعة روان في Mont-Saint-Aignan ، ومعهد Fritz Haber التابع لمعهد ماكس. جمعية بلانك.

الكثير مما نعرفه عن تيتان اليوم يرجع إلى المركبة الفضائية كاسيني ، التي دارت حول زحل من عام 2004 إلى عام 2017 وأنهت مهمتها بالغطس في الغلاف الجوي لكوكب زحل. خلال هذا الوقت ، أجرت كاسيني العديد من القياسات المباشرة للغلاف الجوي لتيتان ، وكشفت عن بيئة شبيهة بالأرض بشكل مدهش. في الأساس ، تيتان هو الجسم الآخر الوحيد في النظام الشمسي الذي يحتوي على جو كثيف من النيتروجين وعمليات عضوية تحدث.

يوضح مفهوم هذا الفنان لبحيرة في القطب الشمالي لقمر زحل تيتان الحواف المرتفعة والميزات الشبيهة بالأسوار مثل تلك التي تراها مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا حول وينيبيغ لاكوس على القمر. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

الأمر المثير للاهتمام بشكل خاص هو حقيقة أن العلماء يعتقدون أنه منذ ما يقرب من 2.8 مليار سنة ، ربما كان الغلاف الجوي للأرض متشابهًا. يتزامن هذا مع العصر الوسيط ، وهي الفترة التي خلقت فيها البكتيريا الزرقاء الضوئية أول أنظمة الشعاب المرجانية وحولت ببطء ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض إلى غاز أكسجين (مما أدى في النهاية إلى توازنها الحالي بين النيتروجين والأكسجين).

بينما يُعتقد أن سطح تيتان يحمل أدلة يمكن أن تحسن فهمنا لكيفية ظهور الحياة في نظامنا الشمسي ، فإن إلقاء نظرة واضحة على هذا السطح كان يمثل مشكلة. والسبب في ذلك يتعلق بالغلاف الجوي لتيتان ، الذي يتخللها ضباب كيميائي ضوئي كثيف ينثر الضوء. كما أوضح ليو جروس وناتالي كاراسكو (المؤلفان المشاركان في الدراسة) في مقال حديث نُشر على مدونة أبحاث IBM:

"ضباب تيتان يتكون من جسيمات نانوية مكونة من مجموعة متنوعة من الجزيئات العضوية الكبيرة والمعقدة التي تحتوي على الكربون والهيدروجين والنيتروجين. وتتشكل هذه الجزيئات في سلسلة من التفاعلات الكيميائية عندما يضرب الإشعاع (فوق البنفسجي والكوني) مزيج الميثان والنيتروجين والغازات الأخرى في أجواء مثل تيتان. "

نتيجة لذلك ، لا يزال هناك الكثير الذي لا يعرفه العلماء عن العمليات التي تحرك الغلاف الجوي لتيتان ، والتي تتضمن التركيب الكيميائي الدقيق للجزيئات الكبيرة التي تشكل هذا الضباب. لعقود من الزمان ، كان علماء الكيمياء الفلكية يجرون تجارب معملية مع جزيئات عضوية مماثلة تُعرف بالثولين ، وهو مصطلح مشتق من الكلمة اليونانية التي تعني "موحل" (أو "ضبابي").

تجربة PAMPRE ، حيث يتم محاكاة جو تيتان. الائتمان: ناتالي كاراسكو

يشير Tholins إلى مجموعة متنوعة من المركبات العضوية المحتوية على الكربون والتي تتشكل عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية الشمسية أو الأشعة الكونية. هذه الجزيئات شائعة في النظام الشمسي الخارجي وتوجد عادةً في الأجسام الجليدية ، حيث تحتوي الطبقة السطحية على جليد الميثان الذي يتعرض للإشعاع. يشار إلى وجودها من خلال السطح الذي له مظهر أحمر ، أو كما لو كانت بها بقع بلون بني داكن.

من أجل دراستهم ، أجرى الفريق بقيادة شولز ومايلارد تجربة حيث لاحظوا الثولين في مراحل مختلفة من التكوين في بيئة معملية. كما أوضح جروس وكاراسكو:

"لقد غمرنا وعاء من الفولاذ المقاوم للصدأ بمزيج من الميثان والنيتروجين ثم أطلقنا تفاعلات كيميائية من خلال التفريغ الكهربائي ، وبالتالي محاكاة الظروف في الغلاف الجوي لتيتان. ثم قمنا بتحليل أكثر من 100 جزيء ناتج عن تكوين ثولين تيتان في مختبرنا في زيورخ ، للحصول على صور بدقة ذرية لحوالي عشرة منهم باستخدام مجهر القوة الذرية منخفض الحرارة الذي صنعناه في المنزل ".

من خلال حل الجزيئات ذات الأحجام المختلفة ، تم تزويد الفريق بلمحات عن المراحل المختلفة التي تنمو خلالها جزيئات الضباب هذه ، بالإضافة إلى شكل تركيبها الكيميائي. في جوهرها ، لاحظوا عنصرًا رئيسيًا في الغلاف الجوي لتيتان أثناء تشكله وتراكمه لخلق التأثير الضبابي الشهير لتيتان.

وبهذا انتهت هذه المقالة وسنستكمل هذا الموضوع في مقالات تالية بمشيئة الله تعالى.