شرایط عالی برای حیات در فضای داخلی یکی از قمر‌های زحل

فرادید| هنگامی که فضاپیمای وویجر ناسا از یکی قمر‌های زحل به نام انسلادوس بازدید کرد، جسمی با سطح جوان، صیقلی و یخ زده مشاهده کردند. بعضی از قسمت‌های سطح، قدیمی‌تر و با دهانه‌های آتشفشانی مشخص شده بودند. اما دیگر قسمت‌ها به وضوح دوباره تشکیل شده بودند. این‌ها شواهد روشنی مبنی بر فعال بودن انسلادوس از نظر زمین شناسی بود.

به گزارش فرادید؛ این قمر به حلقه E زحل نزدیک است و دانشمندان فکر می‌کنند انسلادوس میتواند منبع مواد موجود در آن حلقه باشد که نشان دهنده فعالیت زمین شناسی است. از آن زمان، ما چیز‌های بیشتری در مورد این قمر منجمد آموخته ایم. تقریبا با اطمینان میتوان گفت یک اقیانوس زیرسطحی گرم و شور در زیر سطح خارجی یخی آن قرار دارد که آن را به یک هدف اصلی در جستجوی حیات تبدیل می‌کند.

فضاپیمای کاسینی، هیدروژن مولکولی را (که یک منبع غذایی بالقوه برای میکروب‌ها است) در یخ فشان‌هایی که از اقیانوس زیرسطحی انسلادوس می‌آمدند، شناسایی کرد و این باعث آغاز تحقیقات در مورد توانایی انسلادوس برای میزبانی حیات شد.

به تازگی مقاله‌ای جدید از یک مدل سازی برای درک بهتر ساختار شیمیایی انسلادوس استفاده کرده است. تیم محققان این زمینه بیان کرده اند که اقیانوس زیرسطحی ممکن است حاوی مواد شیمیایی مختلفی باشد که میتواند از گروه متنوعی از میکروب‌ها پشتیبانی کند. قطر ششمین قمر بزرگ زحل (انسلادوس حدود ۵۰۰ کیلومتر است و به نظر می‌رسد یک اقیانوس سراسری که در زیر یک صفحه یخ مدفون شده، دارد. این اقیانوس احتمالا گرم و شور و حاوی برخی مواد شیمایی جالب توجه است. طبق این تحقیق جدید، مسیر‌های مختلفی در بین این مواد شیمایی وجود دارد که میتواند از حیات پشتیبانی کند.

در یک بیانیه مطبوعاتی گفته شده بود: تشخیص هیدروژن مولکولی (H۲) در یخ فشان نشان داد که انرژی آزاد در اقیانوس انسلادوس وجود دارد. موجودات روی (هوازی یا تنفس اکسیژن) انرژی را در قالب مواد آلی مانند گلوکز و اکسیژن مصرف می‌کنند تا دی اکسید کربن و آب ایجاد کنند. میکروب‌های بی هوازی می‌توانند هیدروژن را متابولیزه کرده و متان ایجاد کنند. تمام حیات را میتوان به واکنش‌های شیمیایی مشابهی خلاصه کرد که در ارتباط با عدم تعادل میان ترکیبات اکسنده و کاهنده هستند. این عدم تعادل یک اختلاف سطح انرژی ضروری برای حیات را ایجاد میکند.

اختلاف سطح انرژی اجازه تبادل انرژی بین ارگانیسم و محیط آن را فراهم می‌کند. فرایند‌های اطراف این اختلاف انرژی‌ها برای بسیاری از جنبه‌های زیست شناسی مانند فوتوسنتز و تنفس بسیار مهم هستند. اگر یک سیستم در تعادل باشد هیچ اختلاف انرژی وجود ندارد و مانعی برای شکل گیری حیات است. وجود مولکول هیدروژن در یخ فشان‌های انسلادوس مشابه با منافذ آب گرم در اعماق اقیانوس‌های زمین بود. منافذی که در آن‌ها هیدروژن منبع انرژی لازم برای کل اکوسیستم را فراهم میکرد.

شباهت پیش آمده این سوال را به وجود آورد که آیا ممکن است این مسئله در مورد انسلادوس هم صادق باشد؟ اما دانشمندان این مطالعه دنبال چیزی فراتر بودند؛ این که آیا ممکن است مسیر‌های انرژی مساعد دیگری برای حیات در انسلادوس وجود داشته باشد؟ برای وجود چنین چیزی نیاز به مجموعه اکسنده‌های متفاوتی است که هنوز در یخ فشان‌های انسلادوس مشاهده نشده اند. تیم تحقیقات یک مدل سازی شیمیایی را انجام دادند تا دریابند که آیا شرایط موجود در هسته اقیانوس و هسته صخره‌ای می‌تواند از این فرایند‌های شیمیایی پشتیبانی کند. برای وجود حیات در انسلادوس، در دسترس بودن انرژی یک نکته کلیدی است. فضاپیمای کاسینی به ما نشان داد که به لطف هیدروژن مولکولی حداقل یک مسیر وجود دارد، مسیری که در زمین رایج است.

محققان بر اساس مدل سازی انجام شده دریافتند که در انسلادوس تولید اکسنده به اندازه کافی برای ایجاد مسیر‌های دیگری از حیات وجود دارد. یخ‌های سطحی می‌توانند توسط انرژی تجزیه شوند و اکسنده آزاد کنند. این فرایند از چند طریق می‌تواند اتفاق بیفتد. با مقایسه برآورد انرژی در مدل سازی انجام شده با اکوسیستم‌های زمین مشاهده شد که مقادیر به دست آمده برای متابولیسم هوازی و بی هوازی کافی و یا از حداقل نیاز‌ها فراتر است. این نتایج نشان می‌دهد که تولید اکسنده و شیمی اکسیداسیون می‌تواند به پشتیبانی از حیات احتمالی و گروه میکروبی متنوع متابولیکی در انسلادوس کمک کند. این نتایج هیجان انگیزی است، اما برای اظهار نظر قطعی هنوز زود است! تیم تحقیقات برای تایید یافته‌های خود نیازمند دریافت اطلاعات بیشتری از انسلادوس و ساختار شیمیایی آن هستند و این اطلاعات در کاوش‌های فضایی آینده به مقصد زحل و انسلادوس فراهم خواهد شد.

انسلادوس؛ سرد، مغرور و اسرارآمیز

انسلادوس ششمین قمر بزرگ زحل است که در سال ۱۷۸۹ توسط ویلیام هرشل کشف شد. کاوشگر‌های وویجر در دههٔ ۱۹۸۰ بر سطح آن یخ یافتند. قطر انسلادوس تنها ۵۰۰ کیلومتر است و همهٔ پرتو‌های تابیده‌شده از خورشید را بازمی‌تاباند. در هنگام ظهر دمای سطح آن منفی ۱۹۸ درجهٔ سانتی‌گراد است.

انسلادوس در تاریخ ۲۸ اوت ۱۷۸۹ توسط ویلیام هرشل در حین اولین آزمایش تلسکوپ جدید خود کشف گردید و اطلاعات کمی دربارهٔ آن موجود بود تا اینکه در دههٔ ۱۹۸۰ دو فضاپیما وویجر ۱ و وویجر ۲ به نزدیکی آن فرستاده شدند. نام «انسلادوس» توسط جان هرشل (پسر ویلیام هرشل) پیشنهاد و در نهایت پذیرفته گردید.

سن انسلادوس ۱۰۰ میلیون سال تخمین زده شده‌است. در سال ۲۰۱۴ بر اساس پژوهش‌های ناسا مشخص شد که یک اقیانوس زیرسطحی به عمق ۱۰ کیلومتر در آن وجود دارد.

از سال ۲۰۰۵ میلادی بشر از وجود یخ‌فشان‌های مرموز در انسلادوس آگاه بوده‌است. فضاپیمای کاسینی برای نخستین‌بار در ژوئن ۲۰۰۵ موفق به مشاهدهٔ یخ‌فشان‌های عظیم نیم‌کرهٔ جنوبی انسلادوس شد. هر چند هنوز خاستگاه چنین پدیده‌ای به‌درستی مشخص نشده، اما به احتمال زیاد این فوران‌ها ریشه در لایه‌ای درونی از آب مایع دارند.

دانشمندان حدس می‌زنند که فشار گرانشی اعمال‌شده از جانب زحل، درون خاموش این قمر را بار دیگر زنده ساخته و بدین واسطه بخشی از اقیانوس زیرسطحی و یخ‌بستهٔ انسلادوس را ذوب کرده باشد.

در تحلیل و تفسیر ناسا از داده‌های مدارگرد کاسینی، وجود عناصر کربن، نیتروژن و اکسیژن به‌صورت محلول در آب تأیید شده‌است. هر چند ناسا از وجود چنین عناصری در انسلادوس آگاه بود؛ اما کشف این عناصر در آب، بی‌شک دروازه‌ای تازه از امید به وجود زیست فرازمینی را به روی انسان می‌گشاید.