تم نشر هذه المقالة أصلا في إيوس. ساهم المنشور بالمقال في موقع Space.com أصوات الخبراء: افتتاحية ورؤى.
تشير الأبحاث المخبرية الجديدة إلى أن بعض الجزيئات العضوية تم اكتشافه سابقًا في أعمدة تندلع من قمر زحل إنسيلادوس قد تكون منتجات للإشعاع الطبيعي، وليس من المحيط الموجود تحت سطح القمر. هذا الاكتشاف يعقد تقييم الأهمية الفلكية لهذه المركبات.
يخفي إنسيلادوس محيطًا عالميًا مدفونًا تحت قشرته المتجمدة. يتم قذف المواد من هذا الخزان السائل إلى الفضاء من شقوق الجليد بالقرب من القطب الجنوبي، لتشكل أعمدة من جزيئات الجليد بحجم الغبار والتي تمتد لمئات الكيلومترات. وفي حين أن معظم هذه المواد تعود إلى السطح، فإن بعضها يبقى في المدار، ويصبح جزءًا منه حلقة زحل E، الحلقة الخارجية والأوسع للكوكب.
بين عامي 2005 و2015، ناسا حلقت المركبة الفضائية كاسيني بشكل متكرر عبر هذه الأعمدة والكشف عن مجموعة متنوعة من الجزيئات العضوية. واعتبر الاكتشاف دليلا على وجود بيئة غنية بالمواد الكيميائية وصالحة للسكن تحت الجليد الجزيئات الضرورية للحياة يمكن أن تكون متاحة. ومع ذلك، تقدم الدراسة الجديدة تفسيرًا لأن الإشعاع، وليس البيولوجيا، هو الذي يقف وراء وجود بعض هذه الجزيئات العضوية على الأقل.
ولاختبار دور الإشعاع الفضائي، قام فريق من الباحثين بقيادة عالم الكواكب جريس ريتشاردزقام باحث ما بعد الدكتوراه في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية في روما بمحاكاة الظروف بالقرب من سطح إنسيلادوس عن طريق تكوين خليط من الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان والأمونيا، وهي المكونات الرئيسية المتوقعة للجليد السطحي على إنسيلادوس. وقاموا بتبريد الخليط إلى -200 درجة مئوية داخل غرفة مفرغة، ثم قصفوه بأيونات الماء، التي تعد عنصرًا مهمًا في البيئة الإشعاعية المحيطة بالقمر.
حفز الإشعاع سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي أنتجت مزيجًا من الجزيئات، بما في ذلك أول أكسيد الكربون والسيانات والأمونيوم وكحولات مختلفة، بالإضافة إلى السلائف الجزيئية للأحماض الأمينية مثل الفورماميد والأسيتيلين والأسيتالديهيد. يشير وجود هذه الجزيئات البسيطة إلى أن الإشعاع يمكن أن يحدث تفاعلات مماثلة على القمر إنسيلادوس.
قدم ريتشاردز هذه النتائج في المؤتمر الأوروبي لعلوم الكواكب – الاجتماع المشترك لقسم علوم الكواكب (EPSC-DPS 2025) في هلسنكي، فنلندا. كما نشرت هي وزملاؤها تقريرًا مفصلاً في علوم الكواكب والفضاء.
إنسيلادوس وما بعده
ويثير البحث الجديد تساؤلات حول ما إذا كانت الجزيئات العضوية المكتشفة في أعمدة إنسيلادوس تأتي حقًا من المحيط المدفون للقمر، سواء تكونت في الفضاء، أو ما إذا كانت تتشكل بالقرب من السطح بعد أن تغادر الأعمدة الجزء الداخلي من إنسيلاديان.
في حين أن النتائج لا تستبعد إمكانية وجود محيط صالح للسكن على إنسيلادوس، إلا أن ريتشاردز يحث على الحذر في افتراض وجود صلة مباشرة بين وجود هذه الجزيئات في الأعمدة، وأصلها، ودورها المحتمل كسلائف للكيمياء الحيوية.
قال ريتشاردز: “لا أعتقد بالضرورة أن تجاربي تشوه أي شيء يتعلق بقابلية إنسيلادوس للسكن”.
وأضافت: “عندما تحاول استنتاج تكوين المحيط مما تراه في الفضاء، فمن المهم أن تفهم جميع العمليات التي تدخل في تعديل هذه المادة”. وبصرف النظر عن الإشعاع، تشمل هذه العمليات تغيرات الطور، والتفاعلات مع جدران القمر الجليدية، والتفاعلات مع البيئة الفضائية.
وقال عالم الكواكب: “نحن بحاجة إلى الكثير من التجارب من هذا النوع”. باقة الكسيس، باحث في المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS) في جامعة إيكس مرسيليا ولم يشارك في الدراسة. “لقد أثبتوا أنه يمكنك إنتاج مجموعة معينة من الأنواع في ظروف ذات صلة بالقطب الجنوبي لإنسيلادوس.”
وسلط بوكيه الضوء على أهمية محاكاة هذه البيئات في المختبر للتخطيط للبعثات المستقبلية إلى إنسيلادوس ولتفسير البيانات التي طال انتظارها من البيانات الحالية. مهمات إلى أقمار كوكب المشتري الجليدية. هذه المهام تابعة لوكالة ناسا أوروبا كليبر، والتي سوف تستكشف أوروبا، و وكالة الفضاء الأوروبية(إيسا) عصير (مستكشف أقمار المشتري الجليدية) الذي سيقوم بزيارة أقمار الكوكب العملاق الثلاثة جميعها مع محيطات تحت سطح الأرض: جانيميد, كاليستو، وأيضا أوروبا.
الإشعاع المكثف حول كوكب المشتري يجعل هذه التجارب ذات أهمية خاصة. يقول بوكيه: “إن الكيمياء الإشعاعية لأوروبا أو أقمار المشتري بشكل عام هي مشكلة كبيرة، وهي أكبر مما هي عليه في إنسيلادوس”.
قصة أخرى كاملة
وبينما يتساءل عمل ريتشاردز عن أصل المركبات العضوية الموجودة حول القمر إنسيلادوس، يواصل الباحثون إضافة المزيد من الجزيئات إلى اللغز.
بعد تحليل جديد للبيانات التي تم جمعها خلال إحدى كاسينياقترابات قريبة من إنسيلادوس في عام 2008، قام بها باحثون بقيادة عالم الكواكب نذير خواجة في جامعة برلين الحرة وجامعة شتوتغارت عن اكتشاف أنواع جديدة من الجزيئات العضوية، يبدو أنها تنبعث من الفتحات الجليدية. وهي تشمل مجموعات وسلاسل إستر وإيثر وأنواع حلقية تحتوي على روابط مزدوجة من الأكسجين والنيتروجين.
على الأرض، تعد هذه الجزيئات روابط أساسية في سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج في النهاية مركبات معقدة ضرورية للحياة. وعلى الرغم من أن هذه الجزيئات يمكن أن يكون لها أصل غير عضوي، إلا أنها “تزيد من إمكانية السكن على القمر إنسيلادوس”.
قال الخواجة. ظهرت النتائج في علم الفلك الطبيعة.
يشير تحليل فريق خواجة إلى وجود جزيئات عضوية معقدة في حبيبات الثلج الطازجة التي تم طردها للتو من الفتحات. خلال آخر تحليق لها، اقتربت كاسيني من سطح القمر بمقدار 28 كيلومترًا.
وقال خواجة، إنه بعد نمذجة الأعمدة وأوقات بقاء الحبيبات الجليدية في الفضاء، يعتقدون أن حبيبات الجليد التي أخذت عينات منها بواسطة كاسيني لم تقضي الكثير من الوقت في الفضاء، على الأرجح “بضع دقائق فقط”. “إنها طازجة.”
هذه المدة القصيرة في الفضاء تتساءل عما إذا كان الإشعاع الفضائي لديه الوقت الكافي لإنتاج الجزيئات العضوية التي اكتشفها خواجة. لن تكون دقائق معدودة كافية لحدوث مثل هذه الكيمياء المعقدة، حتى في بيئة عالية الإشعاع.
وقال بوكيه “الحبيبات الكبيرة القادمة من السطح المليء بالمواد العضوية؟ يصعب تفسير ذلك من خلال الكيمياء الإشعاعية”.
وقال خواجة إنه في حين أن أنواع التجارب التي أجراها ريتشاردز “قيمة وتأخذ العلم إلى المستوى التالي”، فإن نتائجنا تحكي القصة الأخرى تمامًا.
العودة إلى إنسيلادوس
تعزز كلتا الدراستين تعقيد كيمياء إنسيلادوس، وتدعمانه كهدف رئيسي في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض، أو على الأقل لبنات بناء الحياة. إنسيلادوس لديه المتطلبات الثلاثة الأساسية للحياة: الماء السائل, مصدر للطاقة، وكوكتيل غني من العناصر والجزيئات الكيميائية. وحتى لو كان المحيط تحت السطح بعيدًا عن متناولنا، فهو يقع على بعد بضعة كيلومترات على الأقل تحت الجليد بالقرب من القطبين، فإن الأعمدة توفر الفرصة الوحيدة المعروفة لأخذ عينات من محيط سائل خارج كوكب الأرض.
تجري بالفعل دراسات حول مهمة محتملة لوكالة الفضاء الأوروبية مخصصة للقمر إنسيلادوس، مع خطط تتضمن تحليقًا عالي السرعة عبر الأعمدة، وربما هبوطًا على القطب الجنوبي. ستساعد الأفكار المستمدة من الدراستين الأخيرتين الباحثين على تصميم الأجهزة وتوجيه تفسير النتائج المستقبلية.
وقال خواجة “لا يوجد مكان أفضل للبحث عن (الحياة) من إنسيلادوس”.
التعليقات