شیمی روی تیتان می‌تواند زمینه‌ساز پیدایش زندگی باشد

* احتمال دارد تیتان، بزرگ‌ترین ماه سیاره‌ی کیوان (زحل) دارای گونه‌ای شیمی باشد که سرانجام به پیدایش زندگی بیانجامد، آن هم بدون آب.

تیتان از سیاره‌ی تیر بزرگ‌تر است و بزرگ‌ترین ماه از ۶۰ ماهِ شناخته‌شده‌ایست که به گرد کیوان می‌چرخند. سطح این ماه پوشیده از رودها، دریاچه‌ها، و اقیانوس‌هاییست که همگی به جای آب، انباشته از متان هستند. حتی از آسمانش هم باران متان می‌بارد. این چرخه‌ی متان که همانند چرخه‌ی آب روی زمین است، این ماه را به جایی آشنا و به همان اندازه دنیایی بیگانه تبدیل کرده.
تیتان در طول موج‌های فروسرخ و فرابنفش. این عکس توسط زیرسامانه‌ی علمی تصویربرداری فضاپیمای کاسینی در روز ۲۶ اکتبر ۲۰۰۴ گرفته شده، و از همگذاری چهار نما با فیلترهای رنگی گوناگون درست شده.
اکنون چنان چه گروهی از پژوهشگران با بهره از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای دریافته‌اند، یک ماده‌ی شیمیایی روی سطح تیتان هست که می‌تواند زمینه‌ساز پیدایش زندگی باشد. این ماده می‌تواند در جو تیتان مانند یک کاتالیزور برای واکنش‌های شیمیایی رفتار کرده، و حتی از پشت ابرهای چگال تیتان هم از نور خورشید انرژی دریافت کند.

دنیای بیگانه
اگرچه زمین و تیتان تفاوت‌های عمده‌ای دارند -برای نمونه، تیتان بسیار سردتر است، کم‌اکسیژن است، و آب سطحی هم ندارد- ولی فشار هوای سطحی آن همانند زمین است، و پس از زمین تنها جایی در سامانه‌ی خورشیدی است که فرسایش ناشی از بارش باران در آن رخ می‌دهد.

روی زمین، آب یک چرخه را می‌پیماید: از آسمان می‌بارد، در رودخانه‌ها روان می‌شود و به اقیانوس‌ها و دریاچه‌ها می‌ریزد، زیر نور آفتاب بخار می‌شود و مه و ابر می‌سازد، و سرانجام دوباره به باران تبدیل شده و می بارد و ... . کاوشگرهایی که به تیتان فرستاده شده‌اند نشان داده‌اند که در تیتان نیز همین چرخه برقرار است ولی در آن به جای آب، متان این چرخه‌ را می‌پیماید و ابر و باران و رود و دریاچه بر روی پوسته‌ی یخ‌زده‌اش پدید می‌آورد.

چرخه‌ی متان، آب و هوای بسیار سرد، و نبودِ آب مایع سطحی، تیتان را برای ما به پنجره‌ای رو به چگونگی زندگی احتمالی بر روی اجرامی با محیط بی‌اندازه متفاوت -و با این حال، بسیار همانند- با زمین تبدیل کرده. در این پژوهش، جاناتان لونین که یک دانشمند سیاره‌ای از دانشگاه کرنل در ایتاکای نیویورک است به همراه همکارانش شیمی پیش‌زیستی (prebiotic) -واکنش‌هایی که می‌توانند به پیدایش زندگی بیانجامند- را بر روی جاهایی مانند تیتان بررسی کردند.

این دانشمندان بر روی موادی شیمایی به نام سیانید هیدروژن تمرکز کردند که بر پایه‌ی پژوهش پیشین، می‌توانسته‌اند برای پیدایش زندگی روی زمین کلیدی باشند (یک سیانید مولکولی است که از پیوند گروه‌هایی از یک اتم کربن و یک اتم نیتروژن درست شده). سیانید هیدروژن از هیدروژن، کربن و نیتروژن درست شده که هر سه در یک خط به هم پیوسته‌اند (سیانیدها در اصل بی‌اندازه سمی‌اند).

سیانید هیدروژن می‌تواند به عنوان یک پیش‌ماده برای اسیدهای آمینه و اسیدهای نوکلئیک که بلوک‌های ساختمانی مولکول‌های کلیدی زندگی زمین هستند، مانند دی‌ان‌ای و پروتئین‌ها به کار رود. بر پایه‌ی بررسی پیشین، سیانید هیدروژن فراوان‌ترین مولکول هیدروژن‌دار در هوای تیتان است.

یک پیش‌ماده‌ برای زندگی
آزمایش‌های گذشته نشان داده‌ بودند که مولکول‌های سیانید هیدروژن اغلب به هم می‌پیوندند و یک ترکیب به نام پلی‌ایمین (polyimine) می‌سازند. اکنون شبیه‌سازی‌های رایانه‌ایِ این گروه پژوهشی نشان داده که پلی‌ایمین‌ها ویژگی‌های جالبی دارند که می‌تواند پشتیبان شیمی پیش‌زیستی در دماهای بی‌اندازه سردی که روی تیتان دیده شده باشند.

دانشمندان دریافتند که پلی‌ایمین می‌تواند بخش گسترده‌ای از طیف نور را درآشامد (جذب کند)، از جمله طول موج‌هایی که توان نفوذ در هوای مه‌آلود و چگال تیتان را دارند. این به ما می‌گوید که هوای تیتان می‌تواند انرژی‌ را از خورشید دریافت کند تا سپس پلی‌ایمین‌ها آن را در واکنش‌های شیمیایی روی سطح تیتان به کار ببرند.

افزون بر این، پلی‌ایمین ستون فقرات انعطاف‌پذیری دارد، یعنی می‌تواند چندین ساختار گوناگون داشته باشد، از ورقه‌ای و تخت گرفته تا ساختارهای پیچشی‌تر. این پژوهشگران نشان دادند که برخی از این ساختارها می‌توانند با رفتاری مانند بلورها، به واکنش‌های شیمیایی پیش‌زیستی شتاب ببخشند. همچنین، شکل‌های دیگر آنها هم می‌توانند با هم برهمکنش کرده و ساختارهای پیچیده‌ای بسازند که توان میزبانی شیمی پیش‌زیستی را داشته باشد- برای نمونه، از برهمکنش آنها توده‌های متخلخل می‌تواند ساخته شود. به گفته‌ی پژوهشگران، این توده‌های ورقه هم به نوبه‌ی خود می‌توانند در دلشان از واکنش‌های شیمیایی ظریفی پشتیبانی کنند و به مولکول‌ها اجازه دهند که به بیرون و درون شناور شوند.

لونین می‌گوید: «ما نمی‌گوییم داریم زندگی تیتانی، یا حتی ساختارهای احتمالی در زندگی تیتانی را در یک رایانه می‌آفرینیم. ما می‌گوییم با بَسپارهایی (پلیمرهایی) از آن گونه که ما شبیه‌سازی کردیم، گام‌های آغازین رو به ساختارها، فروکافت (کاتالیز) و جذب انرژی می‌تواند روی تیتان امکان‌پذیر شود.»

این پژوهشگران یادآوری کردند که پلی‌ایمین شاید بر روی تیتان وجود داشته باشد ولی به دلیل هوای چگال و کدر آن تاکنون شناسایی‌ نشده. آنان افزودند که ماموریت‌های آینده به تیتان می‌تواند ویژه‌ی جستجوی پلی‌ایمین و بیشتر آموختن درباره‌ی یک گونه‌ی احتمالا شگفت‌آنگیز از زیست‌شیمی باشد.

لونین می‌گوید: «ما باید دوباره به تیتان برگردیم و همنهش سطح آن را بررسی کرده و به دنبال بَسپارها (پلیمرها) بگردیم.»

این دانشمندان یافته‌های خود را در شماره‌ی ۴ ژوییه‌ی نشریه‌ی "پیشرفت‌های آکادمی ملی دانش آمریکا" (Proceedings of the National Academy of Sciences) منتشر کردند.

پژوهشی دیگر از جاناتان لونین: * دریاچه‌های تیتان دارای یخ‌های شناور است   

--------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
Saturn - moon - Titan - chemistry - planet - Mercury - methane - Earth - water cycle - catalyst - oxygen - solar system - crust - Jonathan Lunine - Cornell University - Ithaca - New York - prebiotic chemistry - hydrogen cyanide - cyanide - carbon - atom - nitrogen - toxic - precursor - amino acid - nucleic acid - molecule - protein - DNA - polyimine - prebiotic - spectrum - wavelength - catalysis - biochemistry - Proceedings of the National Academy of Sciences - ultraviolet - infrared - Cassini - imaging science subsystem - filter

منبع: Spave.com

3 دیدگاه شما:

Davood Ramezani

درود
من عاشق اکتشافات این چنین هستم
یه درخواست: اگه میشه در مورد کاوشگرهایی که به تیتان فرستادن یه لینک معرفی کنید یا لااقل اسم هاشون رو بگید. و اینکه در مورد ماه های مورد علاقه ی من (اروپا و انسلادوس: البته بیشتر اروپا) آیا حرکت اکتشافی شده یا نه؟
باز هم تشکر فراوان از شما بابت شکیبایی، سلیقه و مهر همیشگی شما...

یک ستاره در هفت آسمان

درود جناب رمضانی
تابحال فقط یه کاوشگر روی سطح تیتان فرود اومده که من یکی دو مطلب ازش گذاشتم:
نماهای تازه از فرود تاریخی کاوشگر هویگنس بر تیتان
https://1star-7skies.blogspot.com/2015/01/blog-post_97.html
و:
فیلم فرود کاوشگر هویگنس بر سطح تیتان
https://1star-7skies.blogspot.com/2013/01/blog-post_4895.html

Davood Ramezani

ممنون
بله هویگنس رو میدونستم
گفتم شاید قبل از اون کاری کرده باشن
متأسفانه هویگنس موفق نبود و زود از کار افتاد
حیف
در مورد اروپا ظاهرا هنوز کاری نکردن

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه