غبار تيتان:جوشانده اي غني
نويسنده:کلي بيتي
ترجمه:الهام شعباني
ترجمه:الهام شعباني
دانشمندان علوم سياره اي براي حل کردن معمايي که ممکن است به يافتن حيات در جايي ديگر در منظومه ي شمسي منجر شود تلاش کردند و نتيجه ي تحقيقات شان را به اشتراک گذاشتند.يکي از موضوع هاي مورد بحث به شناخت جوّ تيتان، قمر زحل، مربوط بود.ظاهراً جوّ اين قمر، ترکيبات پیش شرط حيات را دارد اما هنوز رازهاي بسياري باقي است.
گرد همايي امسال بخش علوم سيارات انجمن نجوم آمريکا پذيراي بيش از900 محقق در پاسادنا، مقرّ مؤسسه ي فناوري کاليفرنيا (کلِتک)و آزمايشگاه جت پروپالشن (JPL)ناسا بود.اين مکان همچنين به سبب غبارهاي دودآلودش معروف است؛ غبارهايي که آسمان بالاي دره بزرگ لُس آنجلس را پُرکرده است.دود اين شهر پيامد وجود ميليون ها اتومبيلي است که اکسيد نيتروژن و ديگر گازها را به لايه هاي پاييني جوّ مي فرستند و نور خورشيد در اين لايه اين گازها را به ذرات ريز ايروسل تبديل مي کند.
يکي از موضوعاتي که در اين گردهمايي مطرح شد درباره ي کره ي ديگري بود که آن هم با دود غليظي پوشيده شده است:تيتان، بزرگ ترين قمر سياره ي زحل، به جز زمنين، تيتان تنها جرم منظومه ي شمسي است که جوّي غليظ از نيتروژن دارد.همچنين هواي تيتان درصد کمي متان (CH4)دارد و با وجود اين که نور خورشيد در فاصله ي تيتان ضعيف است، همين مقدار از نور خورشيد هم آن قدر قوي است که اين گازها را به لايه هاي آيروسلي کِدِر تبديل کند که نماي سطح اين قمر را پوشانده است.
دانشمندان علم شيعي کيهاني مدت هاست بر اين باورند که غبار موجود در تيتان عمدتاً از جنس اتان (C2H6)است.زماني که قطرات اين عنصر به اندازه ي کافي بزرگ باشند مدام به شکل نم نم از آسمان مي بارد.در حقيقت، هنوز دانشمندان در تلاش اند تا پي ببرند چرا کاوشکر هويگنس وقتي در زمستان 1383 بر سطح تيتان فرود آمد، با صداي «گرومپ»فرود آمد نه با صداي «شلپ شلپ»!
همچنين محققان دريافته اند که جوّ تيتان مقدار کمي هم اکسيژن دارد.اين مسئله در پاييز 1383 و زماني کشف شد که فضاپيماي کاسيني آن قدر به جوّ تيتان نزديک شد که يک پُک از گازهاي جداشده از جوّ بالايي اين قمر را گرفت؛ اين گازها را ذرات باردار در مغناط کره ي زحل به سوي بيرون تيتان کشيده بودند.
اکسيژن عنصري متغير است چراکه حتي در فرايندهاي فتوشيمي بسيار پيچيده نيز شرکت دارد.مشکل اينجاست که با اين که دانشمندان کاسيني مي دانند غبارهاي مرتفع در جوّ تيتان از ترکيبات بسيار پيچيده ي آلي تشکيل شده اند، ابزارهاي اين فضاپيما آن قدر پيشرفته نيستند که بتوانند اين ترکيبات را آشکار کنند.
اکنون سرنخ هاي هيجان انگيزي داريم.سارا هورست، دانش آموخته ي دانشگاه آريزونا، به تازگي رهبري گروهي بين المللي را برعهده گرفته است که شرايط لايه هاي بالايي جوّ تيتان را به کمک افزودن انرژي ريزموج به ترکيب کم فشار نيتروژن،متان واکسيژن درآزمايشگاهي در فرانسه بازسازي کردند و حاصل اين بررسي غباري از ذرات ريز هيدروکربن با قطري کوچک تر از 0/1 ميکرون بود.اين ذرات به اندازه ي دانه هاي ايروسل شناور در سرتاسر تيتان است.
هنگامي که هورست و گروهش دستاوردهاي جانبي اين آزمايش را بررسي کردند، گنجينه اي از مولکول هاي آلي را کشف کردند که وجود حيات را اثبات مي کرد.در ميان اين مولکول ها، آدنين، سيتوزين، گوانين، تايمين، و اوراسيل-يعني پنج ترکيب اصلي توکلئوتيدي که در DNA و RNA يافت مي شوند-به همراه تعداد بسياري از اسيدهاي آمينه وجود داشتند.هورست مي گويد:«يافتن تمام اين پنج پايه ي نوکلئوتيدي خيلي هيجان انگيز بود.انگار کسي در لوله ي آزمايش ما عطسه کرده بود».اما بررسي هاي دقيق نشان داد که اين ترکيبات طي همين آزمايش ساخته شده اند و از سوي ساکنان سياره ي زمين وارد آزمايش نشده اند.
هورست هشدار مي دهد که مقدار زيادي اکسيژن لازم نيست؛ اضافه کردن مقدار قابل توجهي اکسيژن به اين ترکيب منجر به احتراق مواد شيميايي حاصل مي شود.منبع اکسيژن در تيتان احتمالاً قمر انسلادوس است؛ قمري که مدام بخار آب را به شکل فوران هاي جوشان به سوي منظومه زحل مي پاشد.زماني که اين فوران ها در معرض فضا قرار مي گيرند، تابش هاي فضايي آب را به يون هاي هيدروژن و اکسيژن تجزيه مي کند.به گفته ي هورست، جالب اين که مقدار اکسيژن وارد شده به جوّ تيتان مقدار درستي است تا ساخت ترکيبات پيش شرط حيات صورت بگيرد.
شبيه سازي هورست نخستين تلاش براي تهيه ي جوشانده ي پيش شرط حيات از گازهاي ساده نيست، هرچند، نخستين شبيه سازي هايي است که اکسيژن را هم در برمي گيرند.نکته ي اصلي اين است که اين واکنش هاي شيميايي دربالاترين سطح ازجوّ تيتان اتفاق مي افتند.صدها کيلومتر بر فراز لايه هاي مرئي غبار.به گفته ي ياک يانگ (از آزمايشگاه جت پروپالشن):«روشن است که ترکيبات پيچيده ي پيش شرط حيات دست کم 1000 کيلومتر بر فراز تيتان تشکيل مي شوند؛ جايي که ارتفاعات بالا در يون کُره ي اين قمر و پس به سوي پايين رسوب مي کنند».هرچند اين مواد در نواحي قطبي به وفور ديده مي شوند.اين يافته حاصل بهره گيري از طيف سنج فرابنفش-مرئي فضاپيماي کاسيني است که به بررسي چگونگي تغييرات نور ستارگان در زمان عبور از ميان جوّ بالايي اين قمر مي پردازد.
هنوز روشن نيست که آيا اين ترکيبات پيش شرط حيات در اطراف تيتان شکل مي گيرند يا به کم ريزشهاب واره هايي که مدام بر سطح آن فرود مي آيند بر آن رسوب کرده اند.اما نکته ي اصلي اين نيست.هورست مي گويد:«تمام اين کارها را مي توانيم در جوّ انجام دهيم.به آب مايع و سطح نيازي نداريم.در ضمن، بلوک هاي سازنده ي حيات قابليت شکل گيري در لايه هاي بالايي جوّ سياره را دارند؛ به احتمال بسيار سال ها قبل اين امکان براي زمين نيز وجود داشته است.»
منبع:نجوم شماره202
گرد همايي امسال بخش علوم سيارات انجمن نجوم آمريکا پذيراي بيش از900 محقق در پاسادنا، مقرّ مؤسسه ي فناوري کاليفرنيا (کلِتک)و آزمايشگاه جت پروپالشن (JPL)ناسا بود.اين مکان همچنين به سبب غبارهاي دودآلودش معروف است؛ غبارهايي که آسمان بالاي دره بزرگ لُس آنجلس را پُرکرده است.دود اين شهر پيامد وجود ميليون ها اتومبيلي است که اکسيد نيتروژن و ديگر گازها را به لايه هاي پاييني جوّ مي فرستند و نور خورشيد در اين لايه اين گازها را به ذرات ريز ايروسل تبديل مي کند.
يکي از موضوعاتي که در اين گردهمايي مطرح شد درباره ي کره ي ديگري بود که آن هم با دود غليظي پوشيده شده است:تيتان، بزرگ ترين قمر سياره ي زحل، به جز زمنين، تيتان تنها جرم منظومه ي شمسي است که جوّي غليظ از نيتروژن دارد.همچنين هواي تيتان درصد کمي متان (CH4)دارد و با وجود اين که نور خورشيد در فاصله ي تيتان ضعيف است، همين مقدار از نور خورشيد هم آن قدر قوي است که اين گازها را به لايه هاي آيروسلي کِدِر تبديل کند که نماي سطح اين قمر را پوشانده است.
دانشمندان علم شيعي کيهاني مدت هاست بر اين باورند که غبار موجود در تيتان عمدتاً از جنس اتان (C2H6)است.زماني که قطرات اين عنصر به اندازه ي کافي بزرگ باشند مدام به شکل نم نم از آسمان مي بارد.در حقيقت، هنوز دانشمندان در تلاش اند تا پي ببرند چرا کاوشکر هويگنس وقتي در زمستان 1383 بر سطح تيتان فرود آمد، با صداي «گرومپ»فرود آمد نه با صداي «شلپ شلپ»!
همچنين محققان دريافته اند که جوّ تيتان مقدار کمي هم اکسيژن دارد.اين مسئله در پاييز 1383 و زماني کشف شد که فضاپيماي کاسيني آن قدر به جوّ تيتان نزديک شد که يک پُک از گازهاي جداشده از جوّ بالايي اين قمر را گرفت؛ اين گازها را ذرات باردار در مغناط کره ي زحل به سوي بيرون تيتان کشيده بودند.
اکسيژن عنصري متغير است چراکه حتي در فرايندهاي فتوشيمي بسيار پيچيده نيز شرکت دارد.مشکل اينجاست که با اين که دانشمندان کاسيني مي دانند غبارهاي مرتفع در جوّ تيتان از ترکيبات بسيار پيچيده ي آلي تشکيل شده اند، ابزارهاي اين فضاپيما آن قدر پيشرفته نيستند که بتوانند اين ترکيبات را آشکار کنند.
اکنون سرنخ هاي هيجان انگيزي داريم.سارا هورست، دانش آموخته ي دانشگاه آريزونا، به تازگي رهبري گروهي بين المللي را برعهده گرفته است که شرايط لايه هاي بالايي جوّ تيتان را به کمک افزودن انرژي ريزموج به ترکيب کم فشار نيتروژن،متان واکسيژن درآزمايشگاهي در فرانسه بازسازي کردند و حاصل اين بررسي غباري از ذرات ريز هيدروکربن با قطري کوچک تر از 0/1 ميکرون بود.اين ذرات به اندازه ي دانه هاي ايروسل شناور در سرتاسر تيتان است.
هنگامي که هورست و گروهش دستاوردهاي جانبي اين آزمايش را بررسي کردند، گنجينه اي از مولکول هاي آلي را کشف کردند که وجود حيات را اثبات مي کرد.در ميان اين مولکول ها، آدنين، سيتوزين، گوانين، تايمين، و اوراسيل-يعني پنج ترکيب اصلي توکلئوتيدي که در DNA و RNA يافت مي شوند-به همراه تعداد بسياري از اسيدهاي آمينه وجود داشتند.هورست مي گويد:«يافتن تمام اين پنج پايه ي نوکلئوتيدي خيلي هيجان انگيز بود.انگار کسي در لوله ي آزمايش ما عطسه کرده بود».اما بررسي هاي دقيق نشان داد که اين ترکيبات طي همين آزمايش ساخته شده اند و از سوي ساکنان سياره ي زمين وارد آزمايش نشده اند.
هورست هشدار مي دهد که مقدار زيادي اکسيژن لازم نيست؛ اضافه کردن مقدار قابل توجهي اکسيژن به اين ترکيب منجر به احتراق مواد شيميايي حاصل مي شود.منبع اکسيژن در تيتان احتمالاً قمر انسلادوس است؛ قمري که مدام بخار آب را به شکل فوران هاي جوشان به سوي منظومه زحل مي پاشد.زماني که اين فوران ها در معرض فضا قرار مي گيرند، تابش هاي فضايي آب را به يون هاي هيدروژن و اکسيژن تجزيه مي کند.به گفته ي هورست، جالب اين که مقدار اکسيژن وارد شده به جوّ تيتان مقدار درستي است تا ساخت ترکيبات پيش شرط حيات صورت بگيرد.
شبيه سازي هورست نخستين تلاش براي تهيه ي جوشانده ي پيش شرط حيات از گازهاي ساده نيست، هرچند، نخستين شبيه سازي هايي است که اکسيژن را هم در برمي گيرند.نکته ي اصلي اين است که اين واکنش هاي شيميايي دربالاترين سطح ازجوّ تيتان اتفاق مي افتند.صدها کيلومتر بر فراز لايه هاي مرئي غبار.به گفته ي ياک يانگ (از آزمايشگاه جت پروپالشن):«روشن است که ترکيبات پيچيده ي پيش شرط حيات دست کم 1000 کيلومتر بر فراز تيتان تشکيل مي شوند؛ جايي که ارتفاعات بالا در يون کُره ي اين قمر و پس به سوي پايين رسوب مي کنند».هرچند اين مواد در نواحي قطبي به وفور ديده مي شوند.اين يافته حاصل بهره گيري از طيف سنج فرابنفش-مرئي فضاپيماي کاسيني است که به بررسي چگونگي تغييرات نور ستارگان در زمان عبور از ميان جوّ بالايي اين قمر مي پردازد.
هنوز روشن نيست که آيا اين ترکيبات پيش شرط حيات در اطراف تيتان شکل مي گيرند يا به کم ريزشهاب واره هايي که مدام بر سطح آن فرود مي آيند بر آن رسوب کرده اند.اما نکته ي اصلي اين نيست.هورست مي گويد:«تمام اين کارها را مي توانيم در جوّ انجام دهيم.به آب مايع و سطح نيازي نداريم.در ضمن، بلوک هاي سازنده ي حيات قابليت شکل گيري در لايه هاي بالايي جوّ سياره را دارند؛ به احتمال بسيار سال ها قبل اين امکان براي زمين نيز وجود داشته است.»
منبع:نجوم شماره202
