شیمی روی تیتان می‌تواند زمینه‌ساز پیدایش حیات باشد!

بیگ بنگ: به احتمال زیاد تیتان، بزرگ‌ترین قمر سیاره‌ی زحل دارای گونه‌ای شیمی باشد که سرانجام به پیدایش حیات بیانجامد، آن هم بدون آب. تیتان از سیاره‌ی عطارد بزرگ‌تر است و بزرگ‌ترین قمر از ۶۰ قمر ِ شناخته‌شده‌ای است که به دور زحل می‌چرخند. سطح این قمر 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 قمر را به جایی آشنا و به همان اندازه دنیایی بیگانه تبدیل کرده است.

عکسی که اینجا می‌بینید تیتان را در طول موج‌های فروسرخ و فرابنفش نشان می‌دهد. این عکس توسط زیرسامانه‌ی علمی تصویربرداری فضاپیمای کاسینی در روز ۲۶ اکتبر ۲۰۰۴ گرفته شده، و از ترکیب چهار نما با فیلترهای رنگی گوناگون درست شده است.

عکسی که اینجا می‌بینید تیتان را در طول موج‌های فروسرخ و فرابنفش نشان می‌دهد. این عکس توسط زیرسامانه‌ی علمی تصویربرداری فضاپیمای کاسینی در روز ۲۶ اکتبر ۲۰۰۴ گرفته شده، و از ترکیب چهار نما با فیلترهای رنگی گوناگون درست شده است.

اکنون چنان چه گروهی از پژوهشگران با بهره از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری دریافته‌اند، یک ماده‌ی شیمیایی روی سطح تیتان هست که می‌تواند زمینه‌ساز پیدایش حیات 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 و کم‌اکسیژن است، و آب سطحی هم ندارد- ولی فشار هوای سطحی تیتان 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 است. 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 حیات 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 حیات 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 پیش‌ ماده 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 پیش‌ ماده‌ برای حیات

آزمایش‌های گذشته نشان داده‌ بودند که مولکول‌های سیانید هیدروژن اغلب به هم می‌پیوندند و یک ترکیب به نام پلی‌ایمین(polyimine) می‌سازند. اکنون شبیه‌سازی‌های کامپیوتری 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.

تصویری هنری از سطح تیتان

تصویری هنری از سطح تیتان

افزون بر این، پلی‌ایمین ستون فقرات انعطاف‌ پذیری 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 حیات تیتانی، یا حتی ساختارهای احتمالی در زندگی تیتانی را در یک کامپیوتر می‌آفرینیم. ما می‌گوییم با پلیمرهایی از آن گونه که ما شبیه‌ سازی 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 است. آنان افزودند که ماموریت‌های آینده به تیتان می‌تواند ویژه‌ی جستجوی پلی‌ایمین و بیشتر آموختن درباره‌ی یک گونه‌ی احتمالا شگفت‌آنگیز از زیست‌ شیمی باشد. لونین می‌گوید: «ما باید دوباره به تیتان برگردیم و ترکیبات سطح آن را بررسی کرده و به دنبال پلیمرها بگردیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه‌ی “پیشرفت‌های آکادمی ملی دانش آمریکا” (Proceedings of the National Academy of Sciences) منتشر کردند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: space.com / برگردان: ۱star-7skies

image_pdfimage_print
(8 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=52893
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *