زینب شاه مرادی - مرکز یادگیری تبیان

نگاه کاسینی به تیتان. برخی از دریاچه‌ های بزرگِ پر از متان و اتان، از طریق مه قابل مشاهده هستند.

به گزارش بیگ بنگ، تیتان، گستره‌ای یخی پوشیده از مولکول‌ های آلی، با دریاچه‌ های متان مایعی است که توسط جوّ ضخیم و غبارآلودی از متان و نیتروژن پوشانده شده است؛ که این پرسش را مطرح می‌کند: چرا در این دنیایی که به طور عجیبی شبیه به زمین است، حیات وجود ندارد؟ دمای سطح آن شاید -۱۷۹ درجه سلسیوس (-۳۰۰ درجه فارنهایت) باشد که احتمالاً مانع از رخ دادن هرگونه واکنش زیست‌ شیمیایی می‌شود. اما آیا هیچ مکانی روی تیتان وجود ندارد که به آن امید داشت که بیومولکول‌ هایی نظیر آمینواسیدها بتوانند روی آن شکل بگیرند؟ گروهی می‌خواست جواب این پرسش را پیدا کند.
دانشمندانی به سرپرستی دکتر “کاترین نیش”، دانشمند سیاره‌ ای در دانشگاه انتاریوی غربی، با استفاده از تصاویر و داده‌ های فضاپیمای کاسینی و کاوشگر هویگنس، به دنبال بهترین مکان برای جستجوی مولکول‌ های بیولوژیکی روی سطح تیتان بودند. همان طور که می‌دانیم، حیات مبتنی بر کربن است و از آب مایع به عنوان حلال استفاده می‌کند. سطح تیتان پر از مولکول‌ های غنی از کربن (هیدروکربن‌ ها) است که نشان داده شده که وقتی در معرض آب مایع در شبیه‌ سازی‌ های آزمایشگاه قرار گرفتند، آمینواسیدها، یعنی عناصر اصلی‌ای که پروتئین‌ ها برای حیات نیاز دارند، را شکل می‌دهند.
مسئله اینجاست: تیتان آن قدر سرد است که احتمالاً آب مایع در سطح آن وجود ندارد. گرچه این سناریوی مطلوبی برای شکل‌ گیری مولکول‌ های حیات‌ بخش نیست، اما این امید وجود دارد.

دهانه‌ های در حالِ محو شدن
اندازه‌گیری‌های راداریِ کاسینی، که ۱۳ سال است به دور زحل می‌چرخد، توانست از طریق جوّ تیتان که به لحاظ نوری ضعیف است، قلمروی این جهانى مبهم را آشکار کند. آنچه که آشکار شده بود غیرمنتظره بود- تیتان فعال است. دستگاه‌های رادار کاسینی، دریاچه‌ ها، تپه‌ ها، کوهستان‌ ها، دره‌ های رودخانه‌ ای را نشان دادند و دهانه‌ های زیادی را نشان ندارند؛ که این امر نشان می‌دهد که فرآیندهایی روی سطح تیتان در حال رخ دادن است که دهانه‌ها را یا پر می‌کنند و یا فرسایش می‌دهند. کشف دنیایی شبیه به زمین که فاصلۀ آن تا خورشید، نه برابر فاصلۀ زمین تا خورشید است، شگفت‌آور بود.
 ناسا بتازگی تصاویری از تیتان قمر مه‌آلود زحل منتشر کرد. این تصاویر که در طیف فروسرخ گرفته شده حاصل ۱۳ سال گردآوری اطلاعات ثبت شدۀ فضاپیمای کاسینی میباشد

مجای تیتان، با چنین چشم‌ انداز مشابه و آشنایی با زمین، بهترین مکان‌ها برای یافتن نشانه‌ های حیات است؟ گرچه دریاچه‌ های متان ممکن است گزینۀ واضح و روشنی به نظر برسند، اما در عوض نیش و همکارانش دریافتند که دهانه‌ها و آب‌ فشان‌ ها (مناطقی که از زیر سطح یخی تیتان، آب مایع فوران می‌کند) دو عدد از جذاب‌ ترین مکان‌ ها هستند. هر دوی آن ها امید به ذوب شدن یخ‌ های تیتان به شکل آب مایع را نشان می‌دهند، که این گامی ضروری برای شکل‌ گیری بیومولکول‌ های پیچیده است.
دکتر مورگان کابل، فن‌ شناس در بخش پیاده‌ سازی سیستم‌ های ابزار دقیق و مفاهیم در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنا کالیفرنیا، متخصص «تلین» (مواد آلی‌ای که وقتی ترکیبات سادۀ گاز در معرض تشعشعات کیهانی قرار می‌ گیرند، تولید می‌شود) است. وی اظهار داشت: «وقتی تلین‌ها را با آب مایع ترکیب می‌کنیم، آمینواسیدهایی را می‌سازیم که واقعا سریع هستند. بنابراین هر جایی از سطخ تیتان یا در نزدیکی سطح تیتان که آب مایع وجود داشته باشد می‌تواند پیش‌ ماده‌ های حیات ـ بیومولکول‌ها که برای حیات بسیار مهم هستند ـ را بسازد؛ و این واقعا هیجان‌ انگیز است.»
سورتا فاکولا، آب‌ فشانی روی تیتان است. این تصویر که از توپوگرافی رادار با رنگ‌ های فرو سرخ به دست آمده است، مخروط آتشفشان، قله‌ های کوه‌ ها و جریان‌ های نازک و درخشانِ دور از آب‌ فشان‌ ها را نشان می‌ دهد.

دهانه‌ ها بهترین گزینه هستند
آب‌ فشان‌ ها و دهانه‌ها بهترین نقاط برای ذوب شدن روی تیتان هستند، اما کدام یک از این دو است که باید در مورد آن شرط‌بندی کنیم؟ عجیب است که پاسخ آن از نظر نیش، دهانه‌ ها هستند، با وجود اینکه تعداد دهانه‌ ها به اندازۀ تعدادشان روی ماه نیست و کمتر است. نیش گفت: «به سه دلیل دهانه‌ ها واقعا برنده‌های واضحی هستند. یکی اینکه کاملاً مطمئن هستیم دهانه‌هایی روی تیتان وجود دارد. به وجود آمدن دهانه، فرآیند ژئولوژیکیِ بسیار رایجی است و ما ویژگی‌های مدوری را می‌ بینیم که تقریباً روی سطح به شکل دهانه ایجاد می‌شوند.»
نیش با افزودنِ اینکه آب مایع عامل مهمی برای رخ دادنِ واکنش‌ های شیمیاییِ پیچیده است، گفت دومین دلیل این است که دهانه‌ها احتمالاً مذاب بیشتری نسبت به آبفشان تولید می‌کنند، یعنی «یخ زدنِ آن ها بیشتر طول می‌کشد و در نتیجه [آب] برای مدت طولانی‌تری به صورت مایع باقی خواهد ماند.» نیش اظهار داشت: «آخرین دلیل این است که دهانه‌ های ضربه‌ ای باید آبی را تولید کنند که نسبت به آب فشان‌ ها، دمای بالاتری دارد. آبِ داغ‌تر به معنای سرعت بالاتر واکنش‌ شیمیایی است، که این امر امید به ایجاد شدنِ مولکول‌های حیات‌بخش را بیشتر می‌کند.»
کابل گفت: «آب می‌تواند تا هزاران سال یا بیشتر، در آن محیط‌ها به صورت مایع باقی بماند.» از سوی دیگر، آب فشان‌ ها آن قدر که باید، داغ نیستند. نیش گفت: «وقتی آب فشان فوران می‌کند، معمولاً دقیقاً در دمای ذوبِ یخ فوران می‌کند؛ و ما فکر می‌کنیم که هر «گدازه‌ای» [در این مورد، شکلِ شفافی از آب] روی تیتان به شدت با آمونیاک آمیخته می‌شود، و در نتیجه نقطۀ انجماد را کاملاً خاموش می‌کند به طوری که می‌تواند گدازه را کاملاً سرد کند.»
سورتا فاکولا، آب‌ فشانی روی تیتان است. این تصویر که از توپوگرافی رادار با رنگ‌های فرو سرخ به دست آمده است، مخروط آتشفشان، قله‌ های کوه‌ ها و جریان‌های نازک و درخشانِ دور از آب‌ فشان‌ ها را نشان می‌دهد.

 آخرین نکته در مورد آب فشان‌ های یخی این است که این آبفشان‌ها به فرآیند مبهم‌تر و فرّارتری تبدیل می‌شوند. تصور کنید یخ، که چگالی کمتری نسبت به آب دارد، در لیوانی از آب شناور باشد. نیش می‌گوید: «وقتی چگالی یخ کمتر از آب است، تلاشِ آب برای بالاتر رفتن از یخ و قرار گرفتن روی آن کاملاً دشوار است. بودنِ آب فشان به عنوان مکانی حیات‌بخش دشوارتر است و شواهد بسیار کمی از آن روی تیتان وجود دارد.»
در واقع ممکن است آبفشان روی تیتان حتی واقعی نباشد. نیش افزود: «سورتا فاکولا [کوهستانی روی تیتان که ظاهراً تورفتگی‌ ای مانند مخروط آتشفشان دارد] شاید بهترین و تنها نمونه‌ از آبفشان روی تیتان باشد. بنابراین بسیار نادرتر است، اصلاً اگر وجود داشته باشد.»

اندازه‌ گیری‌ های در محل
دهانه‌های سینلاپ (با قطر ۱۱۲ کیلومتر)، سلک (با قطر ۹۰ کیلومتر) و منروا (با قطر ۳۹۲ کیلومتر)، که بزرگ‌ ترین دهانه‌ های جدید در تیتان هستند، مکان‌ هایی اصلی هستند که در نهایت برای جستجوی قابلیت‌ های بیومولکول‌ ها باید در این دهانه‌ها به دنبال یافتن آن بود.ما به کاوشگری نیاز داریم که روی تیتان فرود آید و اندازه‌ گیری‌ های در جایی را در آنجا انجام دهد تا به چنین کشفی دست یابد. اما آیا این مقصدها، گزینه‌ های بعدی برای مأموریت آیندۀ تیتان هستند؟ همه متقاعد نشده‌اند.

دکتر دیوید گرینسپون، دانشمند ارشد مؤسسه علم سیاره‌ای، بیان دارد: «حتی با وجود نتایجی مانند این، باز هم نمی‌دانیم در کجا باید به دنبال نشانه‌های حیات باشیم. من از این نتایج برای هدایت مأموریت بعدی به تیتان استفاده نمی‌کنم. این نتایج شتاب‌آمیز است.»
در عوض، گرینسپون می‌خواهد مکان‌های بیشتری را در تیتان بررسی کند. وی می‌گوید: «از آنجایی که در مورد این سیاره اطلاعات بسیار کمی در دست داریم، ابتدا محاسبۀ طیفی از محیط‌ها معنادارتر است.» با این حال گرچه تیتان پیچیده و گیج‌کننده است، اما برای جستجوی عناصر اصلی حیات در این دنیای بسیار سرد باید از جایی آغاز به کار کنیم و نتیجه این تحقیقات به تحقیق ما نمی‌رسد، اما سه گزینۀ بالقوه برای شروع جستجو در دست داریم؛ و امید داریم گزینه‌های بسیار بیشتری یافته شود.

مطالب مرتبط: 
حیات در فانروزوئیک
احتمال وجود حیات در جهان اولیه
حیات در مجراهای داغ بستر دریا چگونه شکل می گیرد؟

منبع: https://bigbangpage.com/
یافته‌ های جدیدی که در مجلۀ Astrobiology منتشر شده است؛ نشان می‌ دهد که دهانه‌ های بزرگ، مکان‌ هایی هستند که می‌ توان در آن ها به دنبال عناصر سازنده حیات روی “تیتان” بزرگ‌ ترین قمرِ زحل، بود.