دانشمندان مولکولی غیرمنتظره در جو تایتان کشف کردند

کد خبر: ۱۳۸۱۴۷

تاریخ: ۰۷ آبان ۱۳۹۹ - ۱۷:۳۵

دانشمندان ناسا در جو بزرگ‌ترین قمر زحل، تایتان موفق به کشف مولکول ناپایدار «سیکلوپروپنیلیدن» (Cyclopropenylidene) شدند که انتظار وجود آن را نداشتند.

مولکول کشف شده در جو تایتان (Titan) طبق شواهد ترکیبی از کربن و هیدروژن با نام سیکلوپروپنیلیدن (C3H2) است. این مولکول ترکیب بسیار کمیابی از کربن است و روی زمین فقط در شرایط آزمایشگاهی می‌تواند وجود داشته باشد. این مولکول به اندازه‌ای نادر است که پیش از این هرگز در جو هیچ جرمی در منظومه‌ی شمسی یا فراتر از آن یافت نشده است. تنها جایی که می‌تواند پایدار بماند، فضای خلاء میان‌ستاره‌ای است.

اما تایتان با فضای میان‌ستاره‌ای تفاوت زیادی دارد. این قمر زحل به نوعی نمناک است و دارای دریاچه های و ابرهای هیدروکربن و جو عمدتا نیتروژن با کمی متان است. اگرچه بیشتر جو زمین را هم نیتروژن تشکیل داده اما جو این قمر چهار برابر غلیظ‌تر از جو زمین است.

طبق اعلام ناسا این مولکول ساده مبتنی بر کربن ممکن است پیش‌ماده‌ی ترکیبات پیچیده‌تری باشد که می‌توانند حیات احتمالی را در تایتان شکل دهند یا تقویت کنند. این مولکول در شرایط جوی تمایل زیادی به دوام ندارد زیرا به آسانی با مولکول‌های دیگر واکنش می‌دهد و ترکیبات تازه‌ایی را ایجاد می‌کند و به همین دلیل حضور آن در جو تایتان عجیب است.

یک تیم پژوهشی با هدایت ناسا نتایج تحقیقات خود در این زمینه را در نشریه‌ی Astronomical Journal این ماه منتشر کرده‌اند. انجام چنین کشفی به کمک رصدهایی که این تیم توسط آلما (ALMA) انجام داده، ممکن شده است.

دانشمند علوم سیاره‌ای ناسا «کونور نیکسون» (Conor Nixon) این یافته‌ها را غیرمنتظره توصیف کرد و گفت: «اگرچه سیکلوپروپنیلیدن (C3H2) در ابرهای گاز و غبار در فضا دیده شده است، اما این نخستین بار است که در جو دیده می‌شود.»

تایتان که دانشمندان گمان می‌کنند یک اقیانوس زیرسطحی از آب را در خود جای داده است، ممکن است یک همزاد برای زمین باستانی باشد. «ملیسا ترینر» (Melissa Trainer) اخترزیست‌شناس مرکز فضایی گادرد ناسا که در پژوهش‌های مأموریت دراگون‌فلای همکاری دارد، گفت: «ما تایتان را به عنوان یک آزمایشگاه واقعی می‌دانیم که می‌توان در آنجا شیمی مشابه زمین باستان را مشاهده کرد.»

او افزود: «ما در جو تایتان به دنبال مولکول‌های بزرگ‌تر از C3H2 خواهیم بود. اما باید بدانیم که در جو چه روی می‌دهد تا واکنش‌های شیمیایی را که منجر به تشکیل مواد آلی پیچیده‌تر می‌شود و به سطح تایتان می‌بارد را درک کنیم.»

اگرچه نقش بیولوژیکی این مولکول به خودی خود شناخته نشده است اما هسته‌های بنیادی DNA و RNA برپایه‌ی چنین حلقه‌های مولکولی ساخته شده‌اند. هر چه مولکول‌ها کوچک‌تر باشند امکان واکنش شریع‌تر و بیشتری دارند و به طیف گسترده‌تری از مواد منجر می‌شوند. پیش از این تصور می‌شد که بنزن (C6H6) کوچکترین حلقه‌ی مولکولی هیدروکربن موجود در هر جو از جمله تایتان است.

تایتان هم‌اکنون سرشار از واکنش‌های شیمیایی است. مولکول‌های نیتروژن و متان زیر نور خورشید تجزیه می‌شوند و باعث ایجاد یک سری واکنش‌های شیمیایی می‌گردند اما پرسش اینجاست که آیا این واکنش‌ها می‌تواند منجر به حیات شود.

به گفته‌ی «روزالی لوپس» (Rosaly Lopes) از آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) ناسا باید دید چه موادی از جو به سطح می‌رسد و آیا می‌تواند از طریق پوسته‌ی یخی به اقیانوس زیرین راه یابند. زیرا تصور می‌شود که ممکن است در این آب‌های زیرسطحی حیات وجود داشته باشد.

هرچند سیکلوپروپنیلیدن (C3H2) اثباتی برای وجود حیات در تایتان نیست اما لایه‌ی جدیدی را به رمز و رازهای پیرامون این قمر بزرگ و جذاب زحل می‌افزاید. بررسی بیشتر ترکیبات جو تایتان گام مهمی در روشن شدن این موضوع خواهد بود. در این زمینه مأموریت دراگون‌فلای ناسا که یک پهپاد بزرگ است، برای تماس با سطح این سیاره در چندین نقطه طراحی شده و با توجه به چالش‌های فنی برای توسعه‌ی پرتاب‌گر و همچنین کمبود بودجه، پرتاب آن تا سال ۲۰۲۷ به تعویق افتاده است.

عکس کاور: تصویر موزاییکی سطح و جو قمر تایتان در طیف نزدیک فروسرخ زحل از نگاه فضاپیمای کاسینی

Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho

منابع: ScienceAlert, CNet