يمكن لمطياف الكتلة المدمجة البحث عن الحياة على الأقمار البعيدة

كشف فريق من الباحثين في الولايات المتحدة ، وفرنسا ، وألمانيا ، عن أداة نموذجية أولية يمكن أن تبحث يومًا ما عن علامات الحياة في النظام الشمسي. بقيادة ريكاردو أريفالو في جامعة ميريلاند ، يمكن لأداة Orbitrap LDMS الخاصة بالفريق تحديد الجزيئات المعقدة بشكل غير جراحي ، على الرغم من أنها لا تأخذ سوى جزء صغير من حجم ووزن نظائرها المتاحة تجاريًا.

إن احتمال العثور على دليل على وجود حياة في أماكن أخرى داخل النظام الشمسي هو عامل رئيسي دافع لبعثات الفضاء المستقبلية. في العقود القادمة ، يأمل العلماء في البحث عن أدلة على العمليات البيولوجية في البيئات خارج كوكب الأرض بما في ذلك المحيطات الجوفية الشاسعة لأوروبا وإنسيلادوس - أقمار المشتري وزحل على التوالي.

سيكون مفتاح نجاح هذه المهمات هو القدرة على اكتشاف مجموعة متنوعة من المؤشرات الحيوية: بما في ذلك البروتينات والنسب النظيرية والهياكل المعقدة التي تشير إلى النشاط الميكروبي. بشكل حاسم ، يجب أن تكون المهمات قادرة على التمييز بين الجزيئات العضوية الأكبر والأكثر تعقيدًا مثل البروتينات من التواقيع الأصغر والأقل فائدة مثل الأحماض الأمينية - والتي لا يزال من الممكن تجميعها عن طريق التفاعلات غير البيولوجية.

تحليل مقياس ميكرون

تسمى الأداة Orbitrap LDMS وتستخدم تقنية تسمى مطياف الكتلة لامتصاص الليزر (LDMS). يستخدم هذا الليزر فوق البنفسجي النبضي لتأين أجزاء صغيرة من العينات الصلبة. تتمثل إحدى الفوائد المهمة لـ LDMS في أنه يمكن تركيز ضوء الليزر بإحكام على سطح العينة ، مما يسمح بتحليل المكونات المختلفة للعينة مثل الحبوب وجزيئات الغبار وغيرها من الهياكل الدقيقة على مقياس ميكرون. يقلل LDMS أيضًا من الاتصال بين الأداة والعينة ، مما يقلل من فرص تلوث العينة.

بعد إنشاء الأيونات ، يتم توجيهها إلى محلل Orbitrap ، وهو مقياس طيف الكتلة تم اختراعه في التسعينيات من قبل عضو الفريق ألكسندر ماكاروف ، الذي يعمل حاليًا في Thermo Fisher Scientific في ألمانيا. يحبس هذا الجهاز الأيونات في مدارات حول قطب شبيه بالمغزل. يتم تتبع حركات الأيونات ، وتستخدم هذه المعلومات لتحديد كتل الأيونات. يمكن بعد ذلك استخدام بيانات الكتلة هذه لتحديد طبيعة الجزيئات.

الأمثل للمساحة

يعتبر كل من LDMS و Orbitrap من التقنيات الراسخة ، ولكن كان لابد من دمجهما بطريقة مناسبة للاستخدام في المهمات الفضائية - لتقليل متطلبات الكتلة والحجم والطاقة.

رؤية الأرض من خلال عيون غريبة: منظر خارج كوكب الأرض لكوكبنا

الآن ، بعد ثماني سنوات من التطوير ، كشف فريق Arevalo النقاب عن نموذج أولي لـ Orbitrap LDMS مصغر. بقياس بضعة سنتيمترات فقط ، كان النموذج الأولي قادرًا على اكتشاف جزيئات البصمة الحيوية المستهدفة بكثافات مناسبة لدراسة المحيطات الجوفية لأوروبا وإنسيلادوس. كما كان يأمل الباحثون ، تطابق جودة هذا التحليل أداء الأنظمة التجارية القائمة.

يأمل أريفالو وزملاؤه أن يتم تضمين Orbitrap LDMS في الرحلات الفضائية المستقبلية بين الكواكب. وتشمل هذه اقتراح ناسا إنسيلادوس أوربيلاندر المهمة التي يمكن أن تصل إلى سطح إنسيلادوس في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي. على المدى الأقصر ، يمكن أيضًا استخدامه في بعثات مثل برنامج ناسا أرتميس ، لتعميق معرفتنا بالتركيب الكيميائي لسطح القمر.

تم وصف البحث في طبيعة علم الفلك

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/compact-mass-spectrometer-could-search-for-life-on-distant-moons/