مطالعهٔ ناسا کاستینی ترکیبات آلی «تازه» را از اقیانوس انسیلادوس کشف می‌کند
آزمایشگاه پیشرانه جت
پژوهشگران به‌عمق اطلاعات به‌دست‌آمده از ذرات یخی که در طول عبور نزدیک و فوق‌سریع از یک ستوان بر روی ماه یخی زحل جمع‌آوری شده بودند، فرو رفتند.
تحلیل جدیدی از داده‌های مأموریت کاستینی ناسا شواهدی از ترکیبات آلی پیش از این ناشناخته را در ستوانی از ذرات یخی که از اقیانوسی زیر پوستهٔ یخ‌زدهٔ ماه انسیلادوس زحل بیرون رانده شده بود، یافت. پژوهشگران نه تنها مولکول‌هایی که پیش از این شناسایی کرده بودند را مشاهده کردند، بلکه ترکیبات جدیدی که مسیر احتمالی به فعالیت شیمیایی یا بیوشیمیایی را نشان می‌دهند، نیز شناسایی کردند.
ذرات یخی مورد مطالعه تنها ۱۳ مایَ (۲۱ کیلومتر) از سطح ماه جمع‌آوری شدند و برای اولین بار نشان می‌دهند که دانشمندان این تنوع ترکیبات آلی را در ذرات تازه‌ای که از آب زیرسطحی انسیلادوس به‌دست آمده‌اند، مشاهده کرده‌اند. این نتایج که روز چهارشنبه در مجله Nature Astronomy منتشر شد، گامی مهم به‌سوی تأیید شیمی آلی فعال زیر سطح قمر را نشان می‌دهد. این گونه فعالیت شیمیایی می‌تواند ترکیباتی را که برای فرآیندهای زیستی مهم هستند و جزء اساسی حیات بر روی زمین محسوب می‌شوند، پشتیبانی کند.
علاوه بر افزایش تنوع ترکیبات آلی شناسایی‌شده، کار اخیر لایه‌ای جدید به یافته‌های پیشین افزود؛ با تجزیه و تحلیل ذراتی که سفینهٔ کاستینی هنگام عبور مستقیم از یک ستوان جمع‌آوری کرده بود — نزدیک‌ترین گزینه به غوطه‌ور شدن مستقیم در اقیانوس ماه.
«قبلاً ما ترکیبات آلی را در ذرات یخی که چندین سال قدمت داشتند و احتمالاً تحت تأثیر محیط پرتوگیری شدید اطرافشان تغییر یافته بودند، شناسایی کردیم»، گفت Nozair Khawaja از دانشگاه آزاد برلین، نویسندهٔ اصلی این مطالعه. «این ترکیبات آلی جدید تنها چند دقیقه قدمت داشتند و در یخی تازه از اقیانوس زیر سطح انسیلادوس یافت شدند».
دانشمندان از پردازش داده‌های قبلی کاستینی می‌دانستند که ترکیبات آلی حاوی نیتروژن و اکسیژن در ذراتی از حلقهٔ E زحل، یک نوار کم‌نور و پهن اطراف سیاره که توسط مادهٔ یخی پخش‌شده از ستوان‌های انسیلادوس تغذیه می‌شود، وجود دارند. اما پژوهش جدید ذرات یخی را از خود ستوان ماه تجزیه و تحلیل کرد؛ یعنی ذراتی که نزدیک‌ترین به منبع زیرسطحی خود یافت می‌شوند.
«این مولکول‌هایی که ما در مادهٔ تازه‌انداخته‌شده یافت کردیم، ثابت می‌کند که مولکول‌های پیچیدهٔ آلی که کاستینی در حلقهٔ E زحل شناسایی کرده بود، تنها محصول طولانی‌مدت قرارگیری در فضا نیستند، بلکه به سادگی در اقیانوس انسیلادوس در دسترس هستند»، گفت هم‌نویسنده Frank Postberg، همچنین از دانشگاه آزاد برلین.
سریع و پربار
داده‌ها در سال ۲۰۰۸ جمع‌آوری و به زمین ارسال شدند، هنگامی که ذرات یخی به‌وسیلهٔ سازندهٔ تحلیل‌گر گرد و غبار کیهانی کاستینی برخورد کردند. علاوه بر منبع مستقیم از یک ستوان، این ذرات یخی ویژگی دیگری نیز داشتند: در هنگام عبور سریع سفینه با سرعت ۱۱ مایَ بر ثانیه (حدود ۱۸ کیلومتر بر ثانیه نسبت به ماه) به‌محض برخورد با ابزار، به قطعات ریزی خرد شدند.
انرژی برخورد، ذرات یخی را تبخیر و بخشی قابل‌توجه از آن‌ها را یونیزه کرد. سپس این یون‌ها توسط طیف‌سنج جرمی ابزار تجزیه و تحلیل شدند تا ترکیب شیمیایی آن‌ها بررسی شود.
نویسندگان این مطالعه توانستند ریزترین قطعات را تحلیل کنند — کوچکتر از یک هزارم میلی‌متر، حتی کوچکتر از یک ویروس آنفلوآنزا — و ترکیبات آلی را شناسایی کنند که پیش از این در ذرات ستوان مشاهده نشده بودند.
ترکیبات تازه شناسایی‌شده شامل ترکیباتی از خانوادهٔ استرهای آلکیلیک، حلقوی و اترها بود که برخی از آن‌ها دارای پیوندهای دوگانه در ساختار مولکولی خود بودند. به‌همراه ترکیبات هیدروکربن‌های آروماتیک تأییدشده و ترکیبات حاوی نیتروژن و اکسیژن، این ترکیبات می‌توانند بلوک‌های سازنده‌ای فراهم کنند که واکنش‌ها و فرآیندهای شیمیایی را پشتیبانی کنند و می‌توانند منجر به شیمی آلی پیچیده‌تری شوند — نوعی که برای ستاره‌شناسی زیستی مهم است و دامنهٔ جستجوی حیات در منظومه شمسی را محدود می‌کند.
پس از عبور از ستوان، سفینهٔ فضایی که توسط آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در جنوب کالیفرنیا مدیریت می‌شد، تقریباً یک دهه دیگر به‌سوی بررسی سامانهٔ پیچیده زحل ادامه داد.
اطلاعات بیشتر دربارهٔ کاستینی
ماموریت کاستینی‑هوئجنز پروژه‌ای مشترک بین ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی ایتالیا بود. بخشی از کال‌تک در پاسادینا، آزمایشگاه پیشرانه جت (JPL) این مأموریت را برای ریاست مأموریت‌های فضایی ناسا در واشنگتن مدیریت کرد و کاستینی‌اوربیت را طراحی، توسعه و مونتاژ نمود.
برای کسب اطلاعات بیشتر دربارهٔ کاستینی، به آدرس زیر مراجعه کنید:
https://science.nasa.gov/mission/cassini/
تماس‌های رسانه‌ای
Scott Hulme
آزمایشگاه پیشرانه جت، 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