پژوهش کاسینی ناسا: کشف ترکیبات آلی «تازه» از اقیانوس انسلادوس
آزمایشگاه پیش‌رانش جت
پژوهشگران با بررسی عمیق اطلاعات به‌دست‌آمده از دانه‌های یخی که طی یک پرواز بسیار سریع و نزدیک از میان توده فوران‌کننده قمر یخی زحل جمع‌آوری شده بود، به نتایج جدیدی دست یافتند.
تحلیل جدید داده‌های مأموریت کاسینی ناسا، شواهدی از وجود ترکیبات آلی پیش‌تر ناشناخته را در توده‌ای از ذرات یخ فوران‌کرده از اقیانوس زیر پوسته یخی انسلادوس، قمر زحل، آشکار کرده است. پژوهشگران نه‌تنها مولکول‌هایی را که قبلاً یافته بودند دوباره مشاهده کردند، بلکه به مولکول‌های جدیدی نیز دست یافتند که می‌تواند مسیری بالقوه برای فعالیت‌های شیمیایی یا بیوشیمیایی فراهم کند.
دانه‌های یخ مورد مطالعه تنها در فاصله ۲۱ کیلومتری (۱۳ مایلی) از سطح این قمر جمع‌آوری شدند و این نخستین بار است که دانشمندان چنین تنوعی از ترکیبات آلی را در ذرات تازه‌ای که از آب‌های زیرسطحی انسلادوس به بیرون پرتاب شده‌اند، مشاهده می‌کنند. این یافته‌ها که روز چهارشنبه در نشریه «نیچر استرونومی» منتشر شد، گامی مهم در جهت تأیید وجود شیمی آلی فعال در زیر سطح این قمر به شمار می‌رود. این نوع فعالیت شیمیایی می‌تواند از ترکیباتی پشتیبانی کند که برای فرآیندهای زیستی اهمیت دارند و جزئی ضروری از حیات روی زمین هستند.
این پژوهش اخیر، علاوه بر افزایش تنوع ترکیبات آلی شناسایی‌شده، با تحلیل ذراتی که فضاپیمای کاسینی هنگام عبور مستقیم از میان یک توده فوران‌کننده جمع‌آوری کرده بود، لایه‌ای جدید به یافته‌های پیشین افزود. این کار، نزدیک‌ترین تجربه به شیرجه مستقیم در اقیانوس این قمر بود.
نذیر خواجه از دانشگاه آزاد برلین و نویسنده اصلی این پژوهش می‌گوید: «ما پیش از این، ترکیبات آلی را در دانه‌های یخی شناسایی کرده بودیم که سال‌ها قدمت داشتند و احتمالاً تحت تأثیر محیط پرتوی شدید اطراف خود تغییر یافته بودند. اما این ترکیبات آلی جدید تنها چند دقیقه عمر داشتند و در یخی یافت شدند که به‌تازگی از اقیانوس زیر سطح انسلادوس سرچشمه گرفته بود.»
دانشمندان از طریق کاوش داده‌های پیشین کاسینی می‌دانستند که ترکیبات آلی حاوی نیتروژن و اکسیژن در ذرات حلقه E زحل وجود دارد؛ حلقه E یک نوار بیرونی کم‌نور و پهن در اطراف این سیاره است که از مواد یخی پراکنده‌شده از فواره‌های انسلادوس تغذیه می‌شود. اما پژوهش جدید، دانه‌های یخ را از خودِ توده فوران‌کننده قمر تحلیل کرد؛ به عبارت دیگر، دانه‌هایی که در نزدیک‌ترین فاصله به منشأ زیرسطحی خود یافت شدند.
فرانک پستبرگ، یکی دیگر از نویسندگان این مقاله از دانشگاه آزاد برلین، می‌گوید: «مولکول‌هایی که ما در مواد تازه فوران‌کرده یافتیم، ثابت می‌کند که مولکول‌های آلی پیچیده‌ای که کاسینی در حلقه E زحل شناسایی کرده بود، صرفاً محصول قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض فضا نیستند، بلکه به‌وفور در اقیانوس انسلادوس وجود دارند.»
سریع و پرثمر
این داده‌ها در سال ۲۰۰۸، زمانی که ذرات یخ با ابزار «تحلیلگر غبار کیهانی» کاسینی برخورد کردند، جمع‌آوری و به زمین ارسال شد. این دانه‌های یخ علاوه بر اینکه مستقیماً از یک توده فوران‌کننده سرچشمه گرفته بودند، ویژگی دیگری نیز داشتند: هنگام برخورد با ابزار در حین عبور سریع فضاپیما با سرعت ۱۸ کیلومتر بر ثانیه (حدود ۱۱ مایل بر ثانیه) نسبت به قمر، کاملاً متلاشی شده بودند.
انرژی حاصل از این برخورد، دانه‌های یخ را بخار کرد و بخش قابل توجهی از آن‌ها را یونیزه ساخت. سپس این یون‌ها توسط طیف‌سنج جرمی ابزار تحلیل شدند تا ترکیب شیمیایی آن‌ها مشخص شود.
نویسندگان این پژوهش توانستند کوچک‌ترین قطعات را – کوچک‌تر از یک‌هزارم میلی‌متر، حتی کوچک‌تر از یک ویروس آنفولانزا – تحلیل کرده و ترکیبات آلی را شناسایی کنند که پیش از این در ذرات توده‌های فوران‌کننده مشاهده نکرده بودند.
ترکیبات تازه کشف‌شده شامل مولکول‌هایی از خانواده‌های استر و اتر آلیفاتیک و حلقوی بودند که برخی از آن‌ها در ساختار مولکولی خود پیوندهای دوگانه داشتند. این ترکیبات، در کنار ترکیبات آروماتیک و حاوی نیتروژن و اکسیژن که پیش‌تر تأیید شده بودند، می‌توانند بلوک‌های سازنده‌ای برای پشتیبانی از واکنش‌ها و فرآیندهای شیمیایی باشند که ممکن است به شیمی آلی پیچیده‌تری منجر شده باشد؛ نوعی از شیمی که برای اخترزیست‌شناسی اهمیت دارد و تمرکز جستجوی ما برای حیات در منظومه شمسی را محدودتر می‌کند.
این فضاپیما که توسط آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا مدیریت می‌شد، پس از عبور از میان این توده فوران‌کننده، نزدیک به یک دهه دیگر به کاوش منظومه پیچیده زحل ادامه داد.
درباره کاسینی
مأموریت کاسینی-هویگنس پروژه‌ای مشترک میان ناسا، اسا (سازمان فضایی اروپا) و سازمان فضایی ایتالیا بود. آزمایشگاه پیش‌رانش جت (JPL)، بخشی از کلتک در پاسادینا، این مأموریت را برای اداره مأموریت‌های فضایی ناسا در واشنگتن مدیریت کرد و مدارگرد کاسینی را طراحی، توسعه و مونتاژ نمود.
برای کسب اطلاعات بیشتر درباره کاسینی، به این آدرس مراجعه کنید:
https://science.nasa.gov/mission/cassini/
تماس با رسانه‌ها
اسکات هولم
آزمایشگاه پیش‌رانش جت، پاسادینا، کالیفرنیا
818-653-9131
scott.d.hulme@jpl.nasa.gov
آلیس فیشر / مالی واسر
ستاد مرکزی ناسا، واشنگتن
202-617-4977 / 240-419-1732
alise.m.fisher@nasa.gov / molly.l.wasser@nasa.gov
2025-127