مطالعهٔ ناسا کاستینی ترکیبات ارگانیک ‘تازه’ را از اقیانوس انسلادوس کشف می‌کند

آزمایشگاه پیش‌برد موشکی

پژوهشگران به‌عمق اطلاعات جمع‌آوری‌شده از دانه‌های یخی که در طول عبور نزدیک و فوق‌سریع از دودشکافی ماه یخی زحل جمع‌آوری شد، نفوذ کردند.

تحلیل جدیدی از داده‌های مأموریت کاستینی ناسا شواهدی از ترکیبات ارگانیک پیش از این کشف‌نشده در یک دودشکاف از ذرات یخی که از اقیانوسی زیر پوستهٔ یخی ماه زحل، انسلادوس، به بیرون پرتاب می‌شود، یافت. پژوهشگران نه تنها مولکول‌هایی را که پیش از این شناسایی کرده بودند، بلکه ترکیبات جدیدی را که مسیر بالقوه‌ای به فعالیت شیمیایی یا بیوشیمیایی می‌سازند، یافتند.

دانه‌های یخی مورد مطالعه تنها ۱۳ مایل (۲۱ کیلومتر) از سطح ماه جمع‌آوری شدند و برای اولین بار نشان می‌دهند که دانشمندان این تنوع ترکیبات ارگانیک را در ذرات تازه‌ای که از آب زیرسطحی انسلادوس به بیرون پرتاب شده‌اند، مشاهده کرده‌اند. این نتایج که چهارشنبه در مجله Nature Astronomy منتشر شد، گامی مهم در جهت تأیید شیمی ارگانیک فعال زیر سطح ماه محسوب می‌شود. این نوع فعالیت شیمیایی می‌تواند ترکیباتی را که برای فرایندهای زیستی مهم هستند و جزو اجزای اساسی حیات بر روی زمین می‌باشند، حمایت کند.

علاوه بر افزایش تنوع ترکیبات ارگانیک شناسایی‌شده، کار اخیر لایه‌ای نو به دستاوردهای پیشین افزود؛ چرا که ذراتی که سفینهٔ کاستینی هنگام عبور مستقیم از یک دودشکاف جمع‌آوری کرده بود، تجزیه و تحلیل شد — که نزدیک‌ترین گزینه به غوطه‌ور شدن مستقیم در اقیانوس ماه است.

«قبلاً ما ترکیبات ارگانیک را در دانه‌های یخی که سال‌ها قدیمی بوده و احتمالاً تحت تأثیر محیط پرتوگیری شدید قرار گرفته‌اند، شناسایی کردیم»، گفت نوزیر خواجا از دانشگاه آزاد برلین، نویسندهٔ اصلی این مطالعه. «این ترکیبات ارگانیک جدید تنها چند دقیقه پیش به وجود آمده‌اند و در یخی یافت شدند که تازه از اقیانوس زیر سطح انسلادوس آمده بود».

دانشمندان از استخراج داده‌های قبلی کاستینی می‌دانستند که ترکیبات ارگانیک حاوی نیتروژن و اکسیژن در ذراتی از حلقهٔ E زحل، یک باند نازک و گسترده در اطراف سیاره که توسط مادهٔ یخی پراکنده از دودهای انسلادوس تغذیه می‌شود، حضور دارند. اما پژوهش جدید دانه‌های یخی را مستقیماً از دودشکاف ماه تجزیه و تحلیل کرد — به عبارت دیگر، دانه‌هایی که نزدیک‌ترین به منبع زیرسطحی خود بوده‌اند.

«این مولکول‌هایی که در مادهٔ تازه به‌دست آمده کشف کردیم، ثابت می‌کنند که ترکیبات پیچیدهٔ ارگانیک که کاستینی در حلقهٔ E زحل شناسایی کرده، صرفاً محصول قرارگیری طولانی‌مدت در فضا نیستند، بلکه به‌صورت گسترده در اقیانوس انسلادوس موجود‌اند»، گفت فرانک پستبرگ، هم‌نویسندهٔ این مطالعه و نیز از دانشگاه آزاد برلین.

سریع و پربار

این داده‌ها در سال ۲۰۰۸ جمع‌آوری و به زمین ارسال شدند، وقتی ذرات یخی به ابزار تجزیه‌گر غبار کیهانی کاستینی برخورد کردند. علاوه بر این‌که این ذرات مستقیماً از یک دودشکاف به دست آمده بودند، دانه‌های یخی ویژگی دیگری نیز داشتند: در حین برخورد با ابزار، در هنگام عبور سریع سفینه با سرعت ۱۱ مایل بر ثانیه (حدود ۱۸ کیلومتر بر ثانیه نسبت به ماه) کاملاً خرد شدند.

انرژی این برخورد باعث تبخیر دانه‌های یخی شد و بخش قابل‌توجهی از آن‌ها را یونیزه کرد. سپس این یون‌ها توسط طیف‌سنج جرمی ابزار تجزیه و تحلیل شدند تا ترکیب شیمیایی‌شان بررسی شود.

نویسندگان این مطالعه توانستند ریزترین تکه‌ها را که کمتر از یک هزارم میلی‌متر و حتی کوچکتر از یک ویروس آنفلوانزا بودند، تحلیل کنند و ترکیبات ارگانیکی را شناسایی نمایند که پیش از این در ذرات دودشکاف مشاهده نشده بود.

ترکیبات تازه شناسایی‌شده شامل اعضای خانواده‌های الیفاتیک و حلقوی — استر و اتر — بود که برخی دارای دوپیوند در ساختارهای مولکولی خود هستند. به همراه ترکیبات آروماتیک، حاوی نیتروژن و اکسیژن که تأیید شده‌اند، این ترکیبات می‌توانند بلوک‌های سازنده‌ای برای حمایت از واکنش‌های شیمیایی و فرآیندهایی فراهم کنند که می‌توانند به شیمی ارگانیک پیچیده‌تری منجر شوند — نوعی که برای زیست‌شناسی فضایی اهمیت دارد و حوزهٔ جستجوی حیات در سامانهٔ شمسی را محدودتر می‌سازد.

پس از عبور از دودشکاف، سفینه که توسط آزمایشگاه پیش‌برد موشکی ناسا در جنوب کالیفرنیا مدیریت می‌شد، تقریباً یک دهه دیگر به‌کاوش در سامانهٔ پیچیدهٔ زحل پرداخت.

بیشتر دربارهٔ کاستینی

ماموریت کاستینی‑هویگنز پروژه‌ای مشترک بین ناسا، ESA (آژانس فضایی اروپا) و آژانس فضایی ایتالیا بود. بخشی از دانشگاه کالتک در پاسادین، آزمایشگاه پیش‌برد موشکی (JPL) مأموریت را برای مدیریت مأموریت‌های فضایی ناسا در واشنگتن در نظر گرفت و سفینهٔ کاستینی را طراحی، توسعه و مونتاژ کرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر دربارهٔ کاستینی، به نشانی زیر مراجعه کنید:

Cassini-Huygens

تماس‌های رسانه‌ای

اسکات هولم
آزمایشگاه پیش‌برد موشکی، پاسادین، کالیفرنیا
818-653-9131
scott.d.hulme@jpl.nasa.gov

آلیس فِیشِر / مالی واسر
دفتر مرکزی ناسا، واشنگتن
202-617-4977 / 240-419-1732
alise.m.fisher@nasa.gov / molly.l.wasser@nasa.gov

2025-127