يعد قمر زحل إنسيلادوس هو المرشح الأول في بحث نظامنا الشمسي عن حياة خارج كوكب الأرض. ومع ذلك، يظل لغزًا ما إذا كانت الحياة الميكروبية الغريبة قد تسكن إنسيلادوس.
ظهر إنسيلادوس للمركبة الفضائية فوييجر 1 التابعة لناسا على شكل "كرة ثلج" صغيرة غير ملحوظة في السماء عندما تم رصده لأول مرة في عام 1980. وفي وقت لاحق، من عام 2005 إلى عام 2017، طار مسبار كاسيني التابع لناسا عبر نظام زحل وأجرى بحثًا متعمقًا غير مسبوق حول كوكب زحل. حلقات وأقمار معقدة. أذهل العلماء اكتشاف كاسيني أن الطبقة الجليدية السميكة لإنسيلادوس تخفي محيطًا كبيرًا من المياه المالحة الدافئة ينبعث منها غاز الميثان، وهو غاز يأتي عمومًا من الحياة الميكروبية على الأرض.
دراسة جديدة من قبل جامعة أريزونا يقترح الباحثون أن لغز ما إذا كانت الحياة الميكروبية الغريبة قد تسكن إنسيلادوس يمكن حله عن طريق مسبار فضائي يدور. أوضح الباحثون كيف يمكن لمهمة فضائية وهمية أن تقدم حلولاً حاسمة.
وخلصت مجموعة من الباحثين من جامعتي أريزونا وجامعة باريس للعلوم والآداب العام الماضي إلى أن هناك فرصة جيدة لذلك. إنسيلادوس لديه حياة وأن هذه الحياة قد تكون سببًا انبعاثات الميثان من القمر.
وقال ريجيس فيريير، كبير مؤلفي الورقة الجديدة وأستاذ مشارك في قسم البيئة والبيولوجيا التطورية في جامعة أريزونا: "لمعرفة ما إذا كان هذا هو الحال، يجب أن نعود إلى إنسيلادوس وننظر".
وفقًا لأحدث التحليلات، حتى لو كانت الكتلة الإجمالية للبكتيريا الحية المحتملة في محيط إنسيلادوس ضئيلة، فإن زيارة مركبة فضائية مدارية ستكون كل ما هو مطلوب لتحديد ما إذا كانت الميكروبات الشبيهة بالأرض موجودة في مياه إنسيلادوس. أسفل قشرتها.
وقال فيريير "من الواضح أن إرسال روبوت يزحف عبر شقوق الجليد ويغوص عميقًا إلى قاع البحر لن يكون بالأمر السهل. وقد تم تصميم مهمات أكثر واقعية باستخدام أدوات مطورة لأخذ عينات من الأعمدة مثلما فعلت كاسيني، أو حتى الهبوط على سطح القمر.
"من خلال محاكاة البيانات التي ستجمعها مركبة فضائية مدارية أكثر استعدادًا وتقدمًا من الأعمدة وحدها، أظهر فريقنا الآن أن هذا النهج سيكون كافيًا لتحديد ما إذا كانت هناك حياة في الداخل أم لا". محيط إنسيلادوس دون الاضطرار فعليًا إلى سبر أعماق القمر. هذا منظور مثير."
ويدور إنسيلادوس على بعد حوالي 800 مليون ميل من الأرض سايتورن كل 33 ساعة. القمر هو الجسم الوحيد في نظام الطاقة الشمسية يعكس الضوء مثل القمر، على الرغم من أنه ليس بعرض ولاية أريزونا. سطح القمر يجعله بارزًا في السماء مثل بركة متجمدة في ضوء الشمس. ينطلق ما لا يقل عن 100 عمود مائي هائل من السطح المتجمد للقطب الجنوبي للقمر، مما يشبه الحمم البركانية المنبعثة من بركان هائج.
واحد من حلقات زحل الشهيرة يُعتقد أن ذلك نتيجة لبخار الماء وجزيئات الجليد المنبعثة من هذه الميزات الشبيهة بالسخان، وفقًا للعلماء. أخذت مهمة كاسيني عينة من هذا المزيج المقذوف، والذي يحتوي على غازات وحبيبات أخرى في أعماق محيط إنسيلادوس.
ويعيد غاز الميثان الزائد الذي وجدته كاسيني في الأعمدة إلى الأذهان الفتحات الحرارية المائية، وهي أنظمة بيئية فريدة موجودة في المناطق الداخلية المظلمة لمحيطات الأرض. هنا، تعمل الصهارة الساخنة تحت قاع البحر على تسخين مياه المحيط في الصخر المسامي عند حدود صفيحتين تكتونيتين قريبتين، مما يخلق "مدخنين أبيضين"، وهي فتحات تنفث مياه مالحة ساخنة وغنية بالمعادن. نظرًا لعدم قدرتها على الوصول إلى ضوء الشمس، يجب على الكائنات الحية البقاء على قيد الحياة باستخدام الطاقة الموجودة في المواد الكيميائية التي يطلقها المدخنون البيض في البيئة.
وقال فيريير "على كوكبنا، تعج الفوهات الحرارية المائية بالحياة، كبيرة وصغيرة، على الرغم من الظلام والضغط الجنوني. إن أبسط الكائنات الحية هي ميكروبات تسمى مولدات الميثان، والتي تزود نفسها بالطاقة حتى في غياب ضوء الشمس.
"الميثانوجينات تحول ثنائي الهيدروجين و ثاني أكسيد الكربون للحصول على الطاقة، وإطلاق غاز الميثان كمنتج ثانوي. قامت مجموعة فيريير البحثية بتصميم حساباتها بناءً على فرضية مفادها أن إنسيلادوس يحتوي على مولدات الميثان التي تسكن الفتحات الحرارية المائية المحيطية التي تشبه تلك الموجودة على الأرض. وبهذه الطريقة، حسب الباحثون الكتلة الإجمالية لمولدات الميثانوجين على القمر إنسيلادوس، بالإضافة إلى احتمالية قذف خلاياها والجزيئات العضوية الأخرى عبر الأعمدة.
قال المؤلف الأول للورقة، أنتونين أفهولدر، وهو باحث مشارك في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة أريزونا وكان في باريس للعلوم والآداب عند إجراء هذا البحث، "لقد فوجئنا عندما اكتشفنا أن الوفرة الافتراضية للخلايا لن تصل إلا إلى الكتلة الحيوية لحوت واحد في المحيط العالمي لإنسيلادوس. قد يكون المحيط الحيوي لإنسيلادوس متناثرًا جدًا. ومع ذلك، تشير نماذجنا إلى أنه سيكون منتجًا بدرجة كافية لتغذية الأعمدة بما يكفي من الجزيئات العضوية أو الخلايا التي يمكن التقاطها بواسطة الأجهزة الموجودة على متن مركبة فضائية مستقبلية.
"يُظهر بحثنا أنه في حالة وجود محيط حيوي في محيط إنسيلادوس، فمن الممكن التقاط علامات وجوده في مادة العمود دون الحاجة إلى الهبوط أو الحفر، ولكن مثل هذه المهمة ستتطلب مركبة مدارية للتحليق عبر العمود عدة مرات للوصول إلى المحيط الحيوي. جمع الكثير من المواد المحيطية.
"إن احتمال العثور على خلايا فعلية قد يكون ضئيلًا لأنه سيتعين عليها البقاء على قيد الحياة بعد عملية إطلاق الغازات التي تحملها عبر الأعمدة من أعماق المحيط إلى فراغ الفضاء - إنها رحلة لخلية صغيرة جدًا."
بدلًا من ذلك، يقترح الباحثون أن الجزيئات العضوية المكتشفة، مثل أحماض أمينية معينة، ستكون بمثابة دليل غير مباشر لصالح أو ضد وجود بيئة مليئة بالحياة.
"بالنظر إلى أنه وفقًا للحسابات، فإن أي حياة موجودة على إنسيلادوس ستكون متناثرة للغاية، فلا تزال هناك فرصة جيدة لأننا لن نجد أبدًا ما يكفي من الجزيئات العضوية في الأعمدة لنستنتج أنها موجودة بشكل لا لبس فيه". قال فيريير. «لذا، بدلًا من التركيز على مسألة ما هي الكمية الكافية لإثبات وجود الحياة، سألنا: ما هو الحد الأقصى لكمية المادة العضوية التي يمكن أن تكون موجودة في غياب الحياة؟»
المؤلفون محمد, "إذا عادت جميع القياسات إلى ما فوق عتبة معينة، فقد يشير ذلك إلى أن الحياة هي احتمال جدي."
"إن الدليل القاطع على وجود خلايا حية عالقة في عالم غريب قد يظل بعيد المنال لأجيال. وحتى ذلك الحين، فإن حقيقة أننا لا نستطيع استبعاد وجود الحياة على القمر إنسيلادوس ربما تكون أفضل ما يمكننا القيام به.
المرجع مجلة:
- أنتونين أففولدر وآخرون. المحيط الحيوي الميثانوجيني المفترض في أعماق محيط إنسيلادوس: الكتلة الحيوية والإنتاجية والآثار المترتبة على الاكتشاف. مجلة علوم الكواكب. DOI 10.3847/PSJ/aca275
