آیا دنباله‌دارها حیات را به زمین هدیه کردند؟

بیگ بنگ: دنباله‌دارها برای دانشمندان بسیار مهم‌اند. دلیل علاقه دانشمندان به دنباله‌دارها این است که به باور آنان، این اجرام هم‌زمان با تشکیل منظومه شمسی پدید آمدند اما از آن زمان به بعد چندان دچار تغییر و تحول نشدند. به بیان دیگر این اجرام فسیل‌هایی هستند که می‌توان با بررسی دقیقشان به اطلاعات بسیاری درباره منظومه خورشیدی مان دست پیدا کرد؛ اطلاعاتی که با بررسی مستقیم سیاره‌ها و قمرهای این منظومه، به‌راحتی نمی‌توان به آنها دست یافت.

تصویری از فواره و بلورهای یخ که همراه با غبار از دنباله دار پی۶٧به فضا پاشیده می شود.

تصویری از فواره و بلورهای یخ که همراه با غبار از دنباله دار پی۶٧به فضا پاشیده می شود.

فضاپیمای روزتا پس از آنکه به نزدیکی دنباله‌دار پی۶٧ رسید، سطح‌نشینی به نام فیلای را به طرف این دنباله‌دار فرستاد تا روی سطح آن فرود‌ آید. این اولین فرود یک کاوشگر بر سطح یک دنباله‌دار بود. هر چند این عملیات انجام شد، اما همه‌ چیز مطابق برنامه‌ریزی‌ها پیش نرفت و فیلای جایی فرود آمد که سایه بود و در نتیجه پس از اتمام انرژی باتری‌، صفحه‌های خورشیدی دیگر نتوانستند آن را شارژ کنند و این یعنی اینکه فیلای پیش از آنکه بتواند اطلاعات کافی جمع‌آوری کند یا همه آزمایش‌ها را انجام دهد، به خوابی طولانی فرو رفت اما این کاوشگر در همان مدت کوتاه هم توانست کارهای زیادی انجام دهد و داده‌های علمی زیادی جمع‌آوری کند. اما با این‌ همه، فضاپیمای مادر یعنی روزتا، همچنان مشغول بررسی این کوه یخی سرگردان در فضاست. امکان بررسی نزدیک و بی‌سابقه یک دنباله‌دار به دانشمندان کمک می‌کند به پرسش‌های بنیادی بسیاری پاسخ دهند، برای مثال چه مواردی در این اجرام وجود دارد و آیا بارش این اجرام اولیه بر زمین (که‌ میلیاردها سال پیش روی داد)، باعث انتقال آب یا ارگانیسم های حیاتی به زمین شد یا خیر؟

تصویری از سطح دنباله دار پی۶٧ که کاوشگر فیلای ثبت کرده است.

تصویری از سطح دنباله دار پی۶٧ که کاوشگر فیلای ثبت کرده است.

‌محققان با بررسی اطلاعات فضاپیمای روزتا و کاوشگر فیلای دریافتند در غبار اطراف دنباله‌دار پی‌۶٧، مولکول‌های آزاد گاز اکسیژن وجود دارد و اکسیژن پس از بخار آب، منواکسیدکربن و دی‌اکسیدکربن چهارمین گاز موجود است. دانشمندان با دیدن داده‌های کاوشگر، در ابتدا فکر کردند اشتباهی رخ داده است و به همین دلیل اطلاعات را معتبر نمی‌دانستند، زیرا اصلا انتظار نداشتند در یک دنباله‌دار مولکول‌های آزاد اکسیژن را کشف کنند. اکسیژن به‌راحتی با عنصرهای دیگر واکنش می‌دهد و به شکل مولکول خالص باقی نمی‌ماند. محققان احتمال می‌دهند شاید اکسیژن در ابتدای شکل‌گیری منظومه شمسی، خیلی سریع منجمد شده و درون توده مواد به دام افتاده باشد.

به‌ نظر دانشمندان، این غیرمنتظره‌ترین کشف درباره این دنباله‌دار است. بسیاری از نظریه‌های کنونی درباره شکل‌گیری سیارات و دنباله‌دارها در اطراف خورشید، از فرایندهای خشن و بسیار متلاطم یاد می‌کنند که باعث حرارت‌ دیدن اکسیژن منجمد می‌شود. این اکسیژن در مرحله بعد با عنصرهای دیگر واکنش می‌دهد. اما نتیجه احتمالی کشف تازه این است که تشکیل منظومه شمسی فرایندی آرام‌تر بوده است. محققان درباره پیداشدن گاز اکسیژن در دنباله‌دار، دو فرایند احتمالی را دخیل می‌دانند؛ احتمال اول این است که دمای گاز اکسیژن آزاد موجود در صفحه‌ غبار و گاز اولیه تشکیل‌ دهنده منظومه شمسی و در منطقه‌ای که دنباله‌دار تشکیل می‌شود، به‌طور ناگهانی از منفی ١٧٣ درجه سانتی‌گراد به منفی ٢۴٣ درجه سانتی‌گراد، کاهش یافته باشد. این پدیده سبب شد اکسیژن در ذرات یخ تشکیل‌شده به دام بیفتد و در آنجا از مواد شیمیایی دیگری که می‌توانست با آنها واکنش دهد، جدا شود. احتمال دوم این است که اکسیژن به روش پرتوکافت ذرات یخ پدید آمده و درون هسته دنباله‌دار دفن و هیدروژن به‌آرامی به بیرون منتشر شد.

کشف مولکول های آزاد اکسیژن در دنباله‌دار ۶۷-پی

منبعی برای ساخت سیاره‌ها و قمرها

اما غیر از اکسیژن، چیزهای دیگری هم در این دنباله‌دار پیدا شد مثل نیتروژن. به گفته محققان سازمان فضایی اروپا، یافتن نیتروژن نشان می‌دهد این دنباله‌دار در شرایطی با دمای کم شکل گرفته است، زیرا برای وجود نیتروژن به حالت یخ، به دمای کم نیاز داریم. به گفته دانشمندان، از آنجا که نیتروژن در سیاره‌ها و ماه‌های بخش بیرونی منظومه خورشیدی یافت شده است، می‌توان حدس زد همه این اجرام در یک منطقه شکل گرفته‌اند. در بیانیه مقام‌های سازمان فضایی اروپا آمده: «کشف روزتا به‌ویژه از این‌رو اهمیت دارد که تصور می‌شود نیتروژن مولکولی رایج‌ترین گونه نیتروژن در زمان شکل‌گیری منظومه خورشیدی بود.

در ناحیه‌های سردتر بیرونی منظومه خورشیدی، همین نیتروژن مولکولی احتمالا منبع اصلی نیتروژن برای پدید آمدن سیاره‌های گازی را فراهم کرده بود. نیتروژن مولکولی همچنین بیشتر جو چگال تیتان (یکی از ماه‌های زحل) را تشکیل داده و در جو و یخ‌های سطحی پلوتو و تریتون(ماه نپتون) نیز وجود دارد». با آنکه نیتروژن در گذشته هم روی دنباله‌دارها یافت شده بود، این نخستین‌بار است که تنها و به شکل مولکول نیتروژن دیده می‌شود. پیش‌تر، نیتروژن در مولکول‌هایی مانند آمونیاک یا هیدروژن سیانید شناسایی شده بود.

منبع آبی متفاوت با زمین

اما ماده دیگری که توجه دانشمندان را بسیار به خود جلب کرد، آب موجود در دنباله‌دار پی‌۶٧ بود. اما خیلی زود مشخص شد ‌جنس آب دنباله‌دار روزتا با جنس آب زمین، تفاوت دارد. اما دانشمندان از کجا می‌گویند آب دنباله‌دار با آب زمین فرق دارد؟ در پاسخ باید گفت آبی که در زمین هست، خصوصیات بارزی دارد. نزدیک به صد‌درصد آب مایع، از اتم‌های هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است اما در موارد بسیار نادر، اتم دوتریوم به جای یک اتم هیدروژن نشسته است. در زمین، از هر ١٠ هزار مولکول آب، یک مولکول دو اتم دوتریوم دارد یعنی فرمولش D٢O است. خواص شیمیایی این آب با خواص آب معمولی (H٢O) یکی است اما جرمش بیشتر است. محققان روزینا با اندازه‌گیری مقدار دوتریوم (D یا همان هیدروژن سنگین) و مقایسه آن با مقدار هیدروژن معمولی، آب‌های دنباله‌دار پی‌۶٧ را بررسی کردند. نسبت مقدار آب سنگین و آب معمولی، یک مشخصه بسیار مهم است و به‌ راحتی نمی‌شود آن را تغییر داد، با گذشت زمان هم این نسبت تغییر نمی‌کند.

نمودار نسبت دوتریوم به هیدروژن در تعدادی از اجرام منظومه شمسی

اگر آب موجود در دنباله‌دارها را با آب موجود در زمین از این لحاظ با هم مقایسه کنیم، می‌توانیم با قاطعیت بگوییم که آیا آب زمین و آب دنباله‌دارها به هم شباهت دارند یا نه. این گروه دریافت دنباله‌دار پی‌۶٧ آب سنگین بسیار بیشتری در مقایسه با زمین دارد، به بیان دقیق‌تر مقدار آب سنگین دنباله‌دار، سه برابر آب زمین است، یعنی این نوع دنباله‌دار نمی‌تواند منشأ آب زمین باشد. هرچند پیش از این، تجزیه و تحلیل دنباله‌دار هارتلی۲، نشان داد که آب روی سطح آن با آب اقیانوس‌های زمین یکسان است. به این ترتیب دانشمندان نتیجه گرفتند که احتمالا آب، نه از دنباله‌دارها، بلکه از سیارک‌ها به زمین آمده است اما دانشمندان دیگر می‌گویند پیش از اینکه بخواهیم احتمال انتقال آب به زمین توسط دنباله‌دارها را رد کنیم، به داده‌ها و اطلاعات بیشتری نیاز داریم.

مولکول‌های آلی و حیات میکروبی

مهم‌ترین مأموریت فیلای، جست‌وجوی حیات بر سطح دنباله‌دار بود. این کاوشگر قبل از به‌خواب‌ رفتن در ساعات اولیه ۱۵ نوامبر ۲۰۱۴، آزمایش‌هایی روی دنباله‌دار انجام داد و به زمین مخابره کرد. محققان سازمان فضایی اروپا اعلام کردند، فیلای مولکول‌های آلی را که ابتدایی‌ترین واحدهای ساختاری سازنده حیات هستند، در این دنباله‌دار کشف کرد. اما در ادامه روند تحقیقات فضاپیمای روزتا و فرودگر آن بر سطح دنباله‌دار پی‌۶٧، دو محقق به‌نام‌های ماکس والیس و چاندرا ویکراماسینگ مدعی شدند شواهدی کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد، بسیاری از ویژگی‌های این کوه یخی غبارآلود، نشان‌دهنده وجود حیات میکروبی است. این محققان به شناسایی مواد آلی پیچیده روی سطح دنباله‌دار اشاره کردند که باعث ایجاد سطح سیاه و انعکاس کم شده است. آنها این پدیده را نشانه‌ای از وجود حیات عنوان کرده‌اند.

icycometsserبه گفته دانشمندان، این میکرو ارگانیسم‌ها احتمالا می‌توانند در عمق یخ و برف زندگی کنند. طبق شبیه‌سازی‌های انجام‌شده، پوسته‌ سیاه تشکیل‌شده از هیدروکربن، دریاهای یخ‌زده و دهانه‌های آتشفشانی دارای سطوح صاف، می‌توانند میکروارگانیسم‌های فعالی را در دمای منفی ۴٠ درجه سلسیوس در خود جای دهند. ماکس والیس از دانشگاه کاردیف تأکید می‌کند: «رصدهای صورت‌گرفته توسط مدارگرد روزتا نشان می‌دهد که این دنباله‌دار یک جرم غیرفعال نیست و احتمالا فرایندهای زمین‌شناختی در آن جریان دارد. در حقیقت حرکت دنباله‌دار به سمت خورشید می‌تواند برای میزبانی از حیات میکروبی، مناسب‌تر از قطب شمال و جنوب زمین باشد».

سایت علمی بیگ بنگ / منابع بیشتر: NatureESAsciencedailynewscientist

نویسنده: امید رهنما/ روزنامه شرق

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=39872
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 *