- تایتان، بزرگ‌ترین قمر زحل، سرشار از مولکول‌های آلی است. این مواد آلی در سطح، دریاچه‌ها، دریاها و حتی در جو آن یافت می‌شوند. اما آیا این به آن معناست که تایتان می‌تواند میزبان حیات باشد؟
- به‌نظر می‌رسد بهترین مکان برای بقای حیات، اقیانوس زیرسطحی سراسری تایتان باشد. اما مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که تنها مقدار کمی از مواد آلی، به‌عنوان منبع غذایی، ممکن است از سطح به این اقیانوس راه پیدا کنند.
- بر اساس این مطالعه، اگر هم حیات میکروبی در اقیانوس تایتان وجود داشته باشد، احتمالاً در کل این اقیانوس، تنها چند پوند (چند کیلوگرم) از آن وجود دارد.
آیا قمر زحل، تایتان، می‌تواند از حیات پشتیبانی کند؟
جو آن نیز عمدتاً از نیتروژن تشکیل شده که شبیه به جو زمین است. همچنین، یک اقیانوس زیرسطحی عظیم دارد. با این حال، سطح آن بسیار سردتر از سردترین نقاط زمین است.
در تاریخ ۱۸ فروردین ۱۴۰۴، گروهی بین‌المللی از پژوهشگران اعلام کردند که احتمال وجود حیات میکروسکوپی در تایتان – به‌ویژه در اقیانوس زیرسطحی آن – وجود دارد، اما این حیات، در صورت وجود، بسیار محدود خواهد بود. به گفته آن‌ها، در کل این قمر، فقط چند پوند (یا چند کیلوگرم) از چنین حیاتی ممکن است وجود داشته باشد.
این یافته‌ها در مجله The Planetary Science Journal در تاریخ ۱۸ فروردین ۱۴۰۴ منتشر شد.
تصویر از ناسا / JPL-Caltech / NASA Photojournal.
مواد آلی فراوان در تایتان
یکی از ویژگی‌هایی که تایتان را در میان قمرهای منظومه شمسی منحصربه‌فرد می‌کند، میزان بالای مواد آلی در سطح آن است. جو آن با مهی از هیدروکربن‌ها پوشیده شده و سطح آن نیز با همین مواد آلی، به‌شکل تپه‌های شنی، آراسته شده است.
هیدروکربن‌ها ترکیبات آلی‌ای هستند که فقط از کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند.
آنتونین آفهولدر، نویسنده اصلی این پژوهش از دانشگاه آریزونا، می‌گوید:
«در این مطالعه، تمرکز ما روی ویژگی منحصربه‌فرد تایتان نسبت به دیگر قمرهای یخی بود: وجود مقدار فراوانی از مواد آلی.»
البته، مواد آلی برای حیات ضروری‌اند، اما وجود آن‌ها لزوماً به معنای وجود حیات نیست.
حیات در تایتان؟
این مواد آلی، از نظر تئوری، می‌توانند منبع غذایی برای میکروب‌ها باشند. اما با اینکه دریاچه‌ها و دریاهایی در سطح تایتان وجود دارد، این پهنه‌های آبی از متان و اتان مایع تشکیل شده‌اند، نه آب.
سرمای شدید سطح، که اجازه مایع بودن این گازها را می‌دهد، شرایط را برای وجود حیات سطحی بسیار دشوار می‌سازد. پژوهشگران می‌گویند بهترین مکان برای جست‌وجوی حیات، همان اقیانوس زیرسطحی آب مایع تایتان است. دانشمندان تخمین می‌زنند که این اقیانوس ممکن است تا ۴۸۰ کیلومتر عمق داشته باشد.
در نگاه اول، چنین اقیانوس عظیمی می‌تواند مکانی ایده‌آل برای شکل‌گیری و بقای حیات باشد، اگر روزی در تایتان آغاز شده باشد.
اما بیشتر مواد آلی، همان‌طور که می‌دانیم، در سطح قرار دارند و انتقال مواد بین سطح و اقیانوس زیرزمینی بسیار محدود است. در نتیجه، این موضوع احتمال وجود حیات را کمتر یا دست‌کم محدودتر می‌کند.
آفهولدر می‌گوید:
«پیش‌فرض رایج این بود که چون تایتان مواد آلی زیادی دارد، منبع غذایی کافی برای پشتیبانی از حیات هم باید وجود داشته باشد. اما ما نشان دادیم که اولاً همه این مواد آلی لزوماً به‌عنوان غذا قابل استفاده نیستند، دوماً اقیانوس بسیار عظیم است و سوماً تبادل بین سطح و اقیانوس محدود است. بنابراین باید با دیدی دقیق‌تر و محتاطانه‌تر به این موضوع نگاه کرد.»
حیات مبتنی بر تخمیر
حال که اقیانوس تایتان از سطح جداست، چه نوع میکروبی می‌تواند در آن زنده بماند؟ پژوهشگران می‌گویند که ممکن است نوعی حیات بر پایه فرایند شیمیایی ساده‌ای به‌نام تخمیر وجود داشته باشد؛ فرایندی که در زمین نیز یافت می‌شود.
این میکروب‌ها فقط به مواد آلی به‌عنوان غذا نیاز دارند و نه نور خورشید یا حتی اکسیژن. این همان فرآیندی است که برای تهیه نان‌ترش یا آبجو استفاده می‌شود. تخمیر یکی از ابتدایی‌ترین فرایندهای زیستی شناخته‌شده در تاریخ زمین است.
آفهولدر می‌افزاید:
«احتمالاً تخمیر از نخستین فرآیندهای زیستی بود که روی زمین تکامل یافت و نیازی به ورود به حوزه‌های ناشناخته یا فرضی ندارد؛ چیزهایی که شاید در تایتان رخ داده باشند یا نه.»
در تایتان، این تخمیر می‌تواند شامل مولکولی به‌نام گلیسین باشد که ساده‌ترین نوع آمینواسید است.
آفهولدر توضیح می‌دهد:
«ما می‌دانیم که گلیسین به‌طور نسبی در ماده اولیه منظومه شمسی فراوان بوده است. در بررسی سیارک‌ها، دنباله‌دارها، و ابرهای ذرات و گازهایی که ستاره‌ها و سیارات از آن‌ها شکل می‌گیرند، تقریباً همیشه گلیسین یا پیش‌سازهای آن را می‌یابیم.»
تصویر از ناسا / آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز / استیو گریبن / ویکی‌مدیا (در مالکیت عمومی).
تنها چند پوند حیات؟
حالا اگر حیات مبتنی بر تخمیر در اقیانوس تایتان وجود داشته باشد، این اقیانوس چقدر می‌تواند از این حیات پشتیبانی کند؟ در نهایت، پاسخ به میزان مناسب بودن مواد آلی، از جمله آمینواسیدها، به‌عنوان منبع غذایی بستگی دارد.
این مطالعه نتیجه گرفت که احتمالاً مقدار مناسبی از این مواد برای تغذیه وجود دارد، اما این مقدار بسیار محدود است.
در مطالعات پیشین، همین گروه نشان داده بود که برخورد شهاب‌سنگ‌ها با سطح یخی تایتان ممکن است باعث ایجاد حوضچه‌های موقت از آب مایع شود. این آب می‌تواند به عمق یخ نفوذ کند و مواد آلی را به اقیانوس زیرسطحی برساند.
اما در این مطالعه جدید، مشخص شد که این انتقال محدود است و فقط می‌تواند مقدار کمی مواد آلی به اقیانوس برساند. این مقدار ممکن است فقط برای حفظ تعداد کمی میکروب، در حد چند کیلوگرم، کفایت کند. آفهولدر در این باره می‌گوید:
«مطالعه جدید ما نشان می‌دهد که این منابع ممکن است فقط برای بقای جمعیت بسیار کمی از میکروب‌ها کافی باشد؛ جمعیتی که مجموع وزن آن‌ها فقط چند کیلوگرم (یا پوند) خواهد بود، معادل وزن یک سگ کوچک. چنین زیست‌کره کوچکی، در کل اقیانوس وسیع تایتان، به‌طور میانگین کمتر از یک سلول در هر لیتر آب خواهد داشت.»
البته، از این دید هم می‌شود نگاه کرد که دست‌کم هر میکروب فضای کافی برای شنا کردن خواهد داشت!
