الكاسينيكشفت المركبة المدارية عن العديد من الأشياء الرائعة حول نظام زحل قبل انتهاء مهمتها سبتمبر من 2017 . بالإضافة إلى الكشف عن الكثير عن حلقات زحل وسطح وجو تيتان (أكبر أقمار زحل) ، فقد كان مسؤولاً أيضًا عن اكتشاف أعمدة المياه القادمة من إنسيلادوس المنطقة القطبية الجنوبية. أثار اكتشاف هذه الأعمدة جدلاً واسع النطاق حول إمكانية وجود الحياة في باطن القمر.
استند هذا جزئيًا إلى دليل على أن الأعمدة امتدت على طول الطريق إلى حدود قلب / عباءة القمر وتحتوي على عناصر أساسية للحياة. بفضل أ دراسة جديدة بقيادة باحثين من جامعة هايدلبرغ بألمانيا ، تم التأكيد الآن على أن الأعمدة تحتوي على جزيئات عضوية معقدة. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف مواد عضوية معقدة على جسم آخر غير الأرض ، وهو ما يعزز حالة القمر الداعم للحياة.
الدراسة بعنوان ' المركبات العضوية الجزيئية من أعماق إنسيلادوس '، ظهر مؤخرًا في المجلةطبيعة سجية.قاد الدراسة فرانك بوستبرج ونزير خواجة من معهد علوم الأرض بجامعة هايدلبرج ، وضمت أعضاء من معهد لايبنيز لتعديل السطح (المنظمة الدولية للهجرة) ، و معهد الجنوب الغربي للبحوث (SwRI) ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا والعديد من الجامعات.
'خطوط النمر' للقمر إنسيلادوس ، كما تصورها مسبار الفضاء كاسيني. الائتمان: NASA / JPL / ESA
كان وجود المحيط المائي السائل في الجزء الداخلي من إنسيلادوس موضوع نقاش علمي منذ عام 2005 ، عندما لاحظت كاسيني لأول مرة أعمدة تحتوي على بخار الماء يقذف من سطح القطب الجنوبي للقمر من خلال شقوق في السطح (يطلق عليها 'خطوط النمر'). وفقًا للقياسات التي تم إجراؤها بواسطة كاسيني هيغنز مسبار ، تتكون هذه الانبعاثات في الغالب من بخار الماء وتحتوي على النيتروجين الجزيئي وثاني أكسيد الكربون والميثان والهيدروكربونات الأخرى.
كما أشار التحليل المشترك لبيانات التصوير وقياس الطيف الكتلي والغلاف المغناطيسي إلى أن الأعمدة القطبية الجنوبية المرصودة تنبثق من غرف مضغوطة تحت السطح. هذا ما أكدهكاسينيالمهمة في عام 2014 عندما أجرى المسبار قياسات الجاذبية التي أشارت إلى وجود قطب جنوبي المحيط الجوفي من الماء السائل بسمك حوالي 10 كم.
قبل وقت قصير من غرق المسبار في الغلاف الجوي لزحل ، حصل المسبار أيضًا على بيانات تشير إلى أن المحيط الداخلي موجودة لبعض الوقت . بفضل القراءات السابقة التي أشارت إلى وجود نشاط حراري مائي في الداخل والمحاكاة التي شكلت النموذج الداخلي ، خلص العلماء إلى أنه إذا كان اللب مساميًا بدرجة كافية ، فقد يوفر هذا النشاط حرارة كافية للحفاظ على المحيط الداخلي لمليارات السنين.
ومع ذلك ، فإن جميع الدراسات السابقةكاسينيكانت البيانات قادرة فقط على تحديد المركبات العضوية البسيطة في مادة العمود ، مع كتل جزيئية في الغالب أقل من 50 وحدة كتلة ذرية. من أجل دراستهم ، لاحظ الفريق دليلًا على وجود مادة عضوية جزيئية معقدة في الحبوب الجليدية للأعمدة التي تزيد كتلتها عن 200 وحدة كتلة ذرية.
النشاط الحراري المائي في قلب إنسيلادوس وظهور الفقاعات الغنية بالمواد العضوية. الائتمان وحقوق النشر: ESA؛ F. Postberg وآخرون (2018)
يشكل هذا أول اكتشاف على الإطلاق للمواد العضوية المعقدة على جسم خارج كوكب الأرض. كما أوضح الدكتور خواجة في وكالة الفضاء الأوروبية الأخيرة خبر صحفى :
'وجدنا شظايا جزيئية كبيرة تظهر هياكل نموذجية للجزيئات العضوية المعقدة للغاية. تحتوي هذه الجزيئات الضخمة على شبكة معقدة غالبًا ما يتم بناؤها من مئات ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين المحتمل التي تشكل هياكل أساسية على شكل حلقة وشبيهة بالسلسلة. '
كانت الجزيئات التي تم اكتشافها نتيجة اصطدام حبيبات الجليد المقذوفة بأداة تحليل الغبار على متن كاسيني بسرعات تبلغ حوالي 30000 كم / ساعة. ومع ذلك ، يعتقد الفريق أن هذه كانت مجرد أجزاء من جزيئات أكبر محتواة تحت سطح إنسيلادوس الجليدي. كما ذكروا في دراستهم ، تشير البيانات إلى وجود غشاء رقيق غني بالمواد العضوية فوق المحيط.
قد تكون هذه الجزيئات الكبيرة نتيجة لعمليات كيميائية معقدة ، والتي يمكن أن تكون مرتبطة بالحياة. بالتناوب ، يمكن اشتقاقها من مادة بدائية مشابهة لما تم العثور عليه في بعض النيازك أو (كما يشتبه الفريق) التي تم إنشاؤها بواسطة النشاط الحراري المائي. كما أوضح الدكتور Postberg:
'في رأيي ، الشظايا التي وجدناها هي من أصل مائي حراري ، بعد أن تمت معالجتها داخل قلب إنسيلادوس النشط مائيًا: في الضغوط العالية ودرجات الحرارة الدافئة التي نتوقعها هناك ، من الممكن أن تنشأ جزيئات عضوية معقدة.'
عرض فنان يُظهر مقطعًا عرضيًا داخليًا لقشرة إنسيلادوس ، والذي يوضح كيف يمكن أن يتسبب النشاط الحراري المائي في تكوّن أعمدة المياه على سطح القمر. المصدر: NASA-GSFC / SVS، NASA / JPL-Caltech / Southwest Research Institute
كما لوحظ ، أظهرت عمليات المحاكاة الحديثة أن القمر يمكن أن يولد حرارة كافية من خلال النشاط الحراري المائي حتى يكون محيطه الداخلي موجودًا منذ مليارات السنين. تتابع هذه الدراسة هذا السيناريو من خلال إظهار كيف يمكن حقن المواد العضوية في المحيط عن طريق الفتحات الحرارية المائية. هذا مشابه لما يحدث على الأرض ، وهي عملية يعتقد العلماء أنها ربما لعبت دورًا حيويًا في نشأة الحياة على كوكبنا.
على الأرض ، يمكن للمواد العضوية أن تتراكم على جدران فقاعات الهواء الصاعدة الناتجة عن الفتحات الحرارية المائية ، والتي ترتفع بعد ذلك إلى السطح وتنتشر عن طريق رذاذ البحر وتنفجر الفقاعات. يعتقد العلماء أن عملية مماثلة تحدث على إنسيلادوس ، حيث يمكن أن تؤدي فقاعات الغاز المتصاعدة عبر المحيط إلى رفع المواد العضوية من حدود الوشاح الأساسي إلى السطح الجليدي.
عندما تنفجر هذه الفقاعات على السطح ، فإنها تساعد على تشتيت بعض المواد العضوية التي تصبح بعد ذلك جزءًا من الرذاذ المالح القادم من خلال شقوق النمر. يتجمد هذا الرذاذ بعد ذلك في جزيئات جليدية عند وصوله إلى الفضاء ، وإرسال المواد العضوية والجليد في جميع أنحاء نظام زحل ، حيث تم اكتشافه الآن. إذا كانت هذه الدراسة صحيحة ، فهناك مكون أساسي آخر للحياة موجود في داخل إنسيلادوس ، مما يجعل قضية الحياة هناك أقوى بكثير.
هذا هو الأحدث في سلسلة طويلة من الاكتشافات التي قامت بها كاسيني ، ويشير العديد منها إلى احتمال وجود الحياة على أو في بعض أقمار زحل. بالإضافة إلى تأكيد الجزيئات العضوية الأولى في 'عالم المحيط' لنظامنا الشمسي ، وجدت كاسيني أيضًا أدلة دامغة على وجود بيئة بروبيوتيك غنية وكيمياء عضوية على تيتان.
في المستقبل ، من المتوقع أن تعود بعثات متعددة إلى هذه الأقمار لجمع المزيد من الأدلة على الحياة المحتملة ، والتقاط المكان الجليل.كاسينيمتروك مهمل. سنشتاق إليككاسيني ،وشكرا على شق طريق!
قراءة متعمقة: هذه و طبيعة سجية