اگر در قمر زحل، انسلادوس، قمر مشتری اروپا، حیات وجود داشته باشد، این دانشمندان در حال پیگیری هستند.
دانشمندان به مدلسازی شیمیایی روی میآورند تا تعیین کنند آیا قمرهای یخی در منظومه شمسی ما آن چیزی را که برای میزبانی حیات لازم است، یعنی حیات میکروبی، دارند یا خیر.
به طور کلی، مدلهای شیمی برای درک شرایطی که میتواند از حیات آنگونه که ما آن را در سیارات دیگر میشناسیم پشتیبانی کند، بسیار مهم هستند. این از طریق مدلسازی عوامل مختلف، از جمله آب و هوا، محیطهای بین ستارهای، امضاهای زیستی که مانند اثر انگشت زندگی هستند، و فرآیندهای شیمیایی کلی که ممکن است در این مکانها رخ دهد، به دست میآید. اما در مورد «قابلیت سکونت» دقیقاً به دنبال چه هستیم؟ یک بهشت آبی – یا حداقل؟
Charity Phillips-Lander، دانشمند تحقیقاتی ارشد در موسسه تحقیقاتی جنوب غربی (SwRI) که در حال حاضر مشغول مطالعه مواد آلی در آنالوگ های آزمایشگاهی جهان یخی است، شروع به بررسی این موضوع کرده است که آیا این ابزار می تواند به توصیف نقش محیط های خشن در حمایت از حیات میکروبی کمک کند.
او در بیانیهای گفت: مسئله سکونتپذیری به محدود کردن عوامل محیطی مربوط میشود که باعث میشود زندگی دوستانه نسبت به غیرمهماندوستی بیشتر شود. ‘بیشتر نرمافزارهای مدلسازی ژئوشیمیایی، مواد آلی [مولکولهای مبتنی بر کربن] را در شرایط مورد انتظار در جهانهای اقیانوسی در نظر نمیگیرند، بنابراین من نمیتوانستم آنچه را که در آزمایشگاه مشاهده میکردم در طول بررسیهای آزمایشگاهی از شرایط قمرهای پوشیده از یخ مدلسازی کنم. مانند اروپا و انسلادوس در منظومه شمسی ما.’
ممکن است دوست داشته باشید
- اگر میخواهیم روی قمر زحل انسلادوس حیات پیدا کنیم، باید سواران زمینی را کنار بگذاریم.
- نشانه های حیات می توانند در قمرهای منظومه شمسی انسلادوس و اروپا زنده بمانند.
فیلیپس لندر و همکارش فلورنت بوچر نرمافزار مدلسازی خود را توسعه دادند و از آن برای شبیهسازی تشکیل منافذ یخ آلی شده با آلی – ساختارهای یخی که ترکیبات آلی را از طریق منافذ میکروسکوپی ترکیب میکنند یا برهمکنش میکنند – استفاده کردند و چگونگی رفتار این ساختارها در محیطهای شدید را بررسی کردند. تشکیل این منافذ یخی پدیده ای است که می تواند روی زمین نیز رخ دهد، به ویژه در مناطق قطبی یا در یخ های یخبندان. این فرآیند زمانی اتفاق می افتد که یخ دستخوش تغییراتی مانند انجماد، ذوب یا تصعید می شود که منجر به ایجاد ساختارهای متخلخلی می شود که ممکن است مولکول های آلی را به دام بیندازند.
در محیطهای آزمایشگاهی، دانشمندان عمدا «یخ آلاییدهشده با مواد آلی» را ایجاد میکنند تا این شرایط را تکرار کنند و بررسی کنند که چگونه چنین ساختارهایی ممکن است در جهانهای دیگر شکل بگیرند یا رفتار کنند. این شامل بررسی این است که چگونه عواملی مانند دماها، فشارها و تشعشعات کیهانی متغیر میتوانند تشکیلات متخلخل مشابهی را ایجاد کنند – شرایطی که فیلیپس لندر در کار آزمایشگاهی خود بررسی کرده است.
با ترکیب این مشاهدات آزمایشگاهی با مدلهای محاسباتی دقیق، محققان میتوانند بینشهای ارزشمندی در مورد نحوه رفتار یخ در محیطهای فراتر از زمین با تمرکز ویژه بر پتانسیل آن برای حمایت از حیات یا واکنشهای شیمیایی در شرایط شدید به دست آورند.
بوچر گفت: با پیشرفتها، این ابزار میتواند اطلاعات ارزشمند زیادی در مورد جهانهای اقیانوس ارائه دهد. ‘این یک چیز است که بدانیم چه ترکیب شیمیایی را باید انتظار داشته باشیم، اما دانستن اینکه چه ترکیباتی وجود دارند و در چه فازهای شیمیایی هستند بسیار مفیدتر است.’
محققان در حال حاضر بر تقویت و اصلاح مدل خود برای تکرار شرایط دقیق موجود در جهان های دور، مانند انسلادوس – قمر پوشیده از یخ که به دور زحل می چرخد، متمرکز شده اند.
انسلادوس به ویژه جذاب است زیرا اعتقاد بر این است که اقیانوس زیرسطحی در زیر پوسته یخی خود دارد، محیطی بالقوه که می تواند حیات میکروبی را پشتیبانی کند. با بهبود مدلهای خود، این تیم میتواند شرایط منحصربهفرد چنین قمرهایی را بهتر شبیهسازی کند و تعیین کند که ترکیبات آلی در چنین شرایطی چگونه ممکن است رفتار کنند.
‘این پروژه جدید به ما کمک می کند تا داده های گم شده را جمع آوری کنیم، آنها را به نرم افزار مدل سازی اضافه کنیم، و سپس آن مدل ها را بسازیم تا زمینه بیشتری را برای تحقیقات آزمایشگاهی در این جهان های یخی اقیانوسی فراهم کنیم، و امیدواریم که در طول یک ماموریت آینده چه چیزی را ببینیم.’ فیلیپس لندر گفت.
