مطالعه کاستینی ناسا ترکیب‌های آلی تازه‌ای را از اقیانوس انسلادوس کشف می‌کند
آزمایشگاه پیشرانه‌جویی
پژوهشگران به‌عمق داده‌های به‌دست‌آمده از دانه‌های یخی که در حین عبور نزدیک و فوق‌سریع از یک پلاس قمر یخی زحل جمع‌آوری شده بودند، پرداخته‌اند.
تحلیل جدیدی از داده‌های مأموریت کاستینی ناسا شواهدی از ترکیبات آلی پیش از این نه‌نقش شده در یک پلاس ذرات یخی که از اقیانوس زیر پوسته یخ‌زده قمر انسلادوس (قمر زحل) بیرون رانده شده‌اند، یافت. پژوهشگران نه تنها مولکول‌هایی که پیش از این شناسایی کرده بودند، بلکه ترکیبات جدیدی که می‌توانند مسیر پتانسیلی برای فعالیت شیمیایی یا بیوشیمیایی فراهم کنند را نیز مشاهده کردند.
دانه‌های یخی مورد مطالعه تنها ۱۳ مایل (۲۱ کیلومتر) از سطح قمر جمع‌آوری شدند و برای اولین بار نشان می‌دهند که دانشمندان این تنوع ترکیبات آلی را در ذرات تازه‌ای که از آب زیرسطحی انسلادوس بیرون رانده شده‌اند، مشاهده کرده‌اند. این یافته‌ها که چهارشنبه در نشریه Nature Astronomy منتشر شد، گامی مهم برای تأیید وجود شیمی آلی فعال زیر سطح قمر است. این نوع فعالیت شیمیایی می‌تواند ترکیباتی که برای فرآیندهای زیستی ضروری هستند و جزء مؤلفه‌های اساسی حیات بر روی زمین می‌باشند، پشتیبانی کند.
علاوه بر افزایش تنوع ترکیبات آلی کشف‌شده، این کار اخیر لایه‌ای نو به یافته‌های پیشین افزود با تجزیه و تحلیل ذراتی که فضاپیمای کاستینی هنگام عبور مستقیم از یک پلاس جمع‌آوری کرده بود — که نزدیک‌ترین گزینه به غواصی مستقیم در اقیانوس قمر است.
«قبلاً، ما ترکیبات آلی را در دانه‌های یخی که سال‌ها قدمت داشتند و احتمالاً توسط محیط پرشعاع شدید اطرافشان تغییر یافته بودند، شناسایی کردیم»، نوزیر خواجه از دانشگاه آزاد برلین، نویسنده ارشد این مطالعه، گفت. «این ترکیبات آلی جدید تنها چند دقیقه قدمت دارند و در یخی که تازه از اقیانوس زیر سطح انسلادوس استخراج شده بود، یافت شدند.»
دانشمندان از استخراج داده‌های پیشین کاستینی می‌دانستند که ترکیبات آلی حاوی نیتروژن و اکسیژن در ذراتی از حلقه E زحل، یک باند نازک و گسترده اطراف سیاره که توسط مواد یخی پخش‌شده از پلاس‌های انسلادوس تغذیه می‌شود، حضور داشته‌اند. اما پژوهش جدید دانه‌های یخی را مستقیماً از پلاس قمر تجزیه و تحلیل کرد — به عبارت دیگر، دانه‌هایی که به منبع زیرسطحی خود نزدیک‌ترین فاصله را دارند.
«این مولکول‌هایی که در ماده تازه رانده‌شده یافتیم، ثابت می‌سازند که ترکیبات آلی پیچیده‌ای که کاستینی در حلقه E زحل شناسایی کرده بود، تنها محصول طولانی‌مدت در معرض فضا نیستند، بلکه به‌راحتی در اقیانوس انسلادوس در دسترس هستند»، فرانک پستبرگ، همکار نویسنده از دانشگاه آزاد برلین، گفت.
سریع و پربار
داده‌ها در سال ۲۰۰۸ جمع‌آوری و به زمین ارسال شدند، زمانی که ذرات یخی به وسیلهٔ تحلیل‌گر گرد و غبار کیهانی کاستینی برخورد کردند. علاوه بر این‌که مستقیماً از یک پلاس به‌دست آمده بودند، این دانه‌های یخی ویژگی دیگری نیز داشتند: هنگام عبور سریع فضاپیما با سرعت ۱۱ مایل بر ثانیه (حدود ۱۸ کیلومتر بر ثانیه نسبت به قمر) به ذرات ریز خرد شدند.
انرژی برخورد، ذرات یخ را تبخیر کرد و بخشی قابل‌توجهی از آن‌ها را یونیزه نمود. سپس این یون‌ها توسط طیف‌سنج جرمی ابزار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند تا ترکیب شیمیایی آن‌ها بررسی شود.
نویسندگان این مطالعه توانستند ریزترین قطعات — کوچکتر از هزارم میلی‌متر و حتی کوچکتر از یک ویروس آنفلوانزا — را تجزیه و تحلیل کنند و ترکیبات آلی‌ای که پیش از این در ذرات پلاس دیده نشده بودند، شناسایی کنند.
ترکیبات جدید شناسایی‌شده شامل ترکیباتی از خانواده‌های آلکیلیک و حلقوی استر و اتر بودند که برخی از آن‌ها دارای پیوندهای دوگانه در ساختار مولکولی خود بودند. همراه با ترکیبات آروماتیک تأییدشده، حاوی نیتروژن و اکسیژن، این ترکیبات می‌توانند بلوک‌های سازنده‌ای فراهم کنند که واکنش‌ها و فرآیندهای شیمیایی را حمایت کنند و می‌توانند به شیمی آلی پیچیده‌تری منجر شوند — نوعی که برای زیست‌شناسی فضایی جذاب است و تمرکز ما را بر مناطقی که در آن‌ها به‌دنبال حیات می‌گردیم، محدودتر می‌سازد.
پس از عبور از پلاس، فضاپیمای تحت مدیریت آزمایشگاه پیشرانه‌جویی ناسا در جنوب کالیفرنیا، برای تقریباً ده سال دیگر به‌کاوش در سامانه پیچیده زحل ادامه داد.
اطلاعات بیشتر درباره کاستینی
ماموریت کاستینی‑هویگزن پروژه‌ای همکاری میان ناسا، ESA (آژانس فضایی اروپا) و آژانس فضایی ایتالیا بود. یک بخش از کال‌تک در پاسادین، JPL این مأموریت را برای ادارهٔ مأموریت‌های فضایی ناسا در واشنگتن مدیریت کرد و کاستینی اوربیتور را طراحی، توسعه و مونتاژ کرد.
برای کسب اطلاعات بیشتر درباره کاستینی، مراجعه کنید به:
https://science.nasa.gov/mission/cassini/
تماس‌های رسانه‌ای
Scott Hulme
آزمایشگاه پیشرانه‌جویی، پاسادینا، کالیفرنیا
818-653-9131
scott.d.hulme@jpl.nasa.gov
Alise Fisher / Molly Wasser
دفتر مرکزی ناسا، واشنگتن
202-617-4977 / 240-419-1732
alise.m.fisher@nasa.gov / molly.l.wasser@nasa.gov
2025-127