میکروب‌های زمینی می‌توانند در محیط شبیه به انسلادوس زنده بمانند

نتایج دو مقاله که هم‌زمان منتشر شده‌اند، احتمال وجود حیات در اقیانوس زیرسطحی انسلادوس، قمر زحل و همچنین امکان شناسایی نشانه‌های آن در ذرات فواره‌های آب این قمر را افزایش می‌دهند.

امیدها برای یافتن حیات در بخش بیرونی منظومه شمسی در طول سال‌های اخیر بارها بالا و پایین شده‌اند؛ برخی مطالعات به نظر می‌رسد احتمال وجود حیات را افزایش داده‌اند، در حالی که برخی دیگر این امیدها را کم‌رنگ کرده‌اند.

البته برای رسیدن به پاسخ قطعی هنوز باید مدت زیادی منتظر بمانیم؛ اما دو پژوهش اخیر نشان می‌دهند که چرا انسلادوس همچنان یکی از گزینه‌های بسیار امیدوارکننده برای جست‌وجوی حیات است.

شواهد مربوط به انسلادوس بر پایه دو مشاهده شکل گرفته‌اند؛ اول لرزش‌های این قمر که ثابت کردند درون آن اقیانوسی مایع وجود دارد که گرمایش کشندی با ذوب بخشی از یخ‌های داخلی، آن را شکل داده است. دوم، فواره‌های نزدیک قطب جنوب انسلادوس که فرصتی برای بررسی ترکیبات شیمیایی این اقیانوس فراهم می‌کنند.

میلاد میرکانی

راز اقیانوس‌های پنهان منظومه شمسی

مطالعه '13

ما در حال حاضر می‌دانیم که اقیانوس‌های زیرسطحی احتمالاً ویژگی رایجی در قمرهای بزرگ منظومه شمسی هستند، اما انسلادوس شاید تنها قمر شناخته‌شده‌ای باشد که شواهد این اقیانوس را مستقیماً به مسیر فضاپیماها پرتاب می‌کند.

دانشمندان دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ تلاش کردند شرایط شبیه به انسلادوس را در آزمایشگاه بازسازی کنند. پروفسور فرانک پوستبرگ از دانشگاه آزاد برلین که در هر دو مطالعه مشارکت داشته است، به همراه دیگر دانشمندان علوم سیاره‌ای، بهترین برآوردهای خود از شرایط احتمالی این قمر را در پژوهش‌ها ارائه داده‌اند.

پژوهشگران دریافتند که نوعی آرکی به نام «متانوترموکوکوس اوکیناوئنسیس» که در اطراف چشمه‌های گرمابی اقیانوس آرام زندگی می‌کند، می‌تواند در شرایط شبیه‌سازی‌شده‌ی انسلادوس زنده بماند؛ حتی با وجود اینکه احتمالاً محیط انسلادوس بسیار قلیایی‌تر از زیستگاه معمول این آرکی است.

اگر یک شکل از حیات زمینی توانسته است در چنین شرایطی زنده بماند، احتمالاً موجودی که برای زندگی در چنین محیطی تکامل یافته باشد، می‌تواند در انسلادوس به‌خوبی رشد کند.

البته مسیر رسیدن به کشف اخیر کاملاً هموار نبود. وقتی پژوهشگران تلاش کردند میکروب‌ها را در محیطی کشت دهند که به نظر می‌رسید تنها مانع آن، pH برابر با ۱۰ یا ۱۱ است، «ام اوکیناوئنسیس» نتوانست رشد کند. اما وقتی سایر ویژگی‌های مشابه انسلادوس نیز که انتظار می‌رفت شانس بقای یک جاندار زمینی را کاهش دهند، به محیط بسیار قلیایی اضافه شدند، آرکی مورد بحث توانست در آن محیط به‌خوبی رشد کند.

یکی از ویژگی‌های احتمالی اقیانوس انسلادوس، کمبود دی‌اکسیدکربن در مقایسه با زمین است. ام اوکیناوئنسیس می‌تواند بدون اکسیژن زندگی کند، اما همچنان به دی‌اکسیدکربن نیاز دارد. بااین‌حال، این میکروب نشان داد که در مصرف مقدار اندک دی‌اکسیدکربن موجود، کارایی شگفت‌انگیزی دارد.

هرچند اطلاعات ما درباره شیمی اقیانوس‌های زیرسطحی اروپا، تیتان و برخی قمرهای اورانوس به‌مراتب از اطلاعات مربوط به انسلادوس نیز نامطمئن‌تر است، این احتمال وجود دارد که شرایطی که پژوهشگران ایجاد کردند، در آن محیط‌ها نیز برقرار باشد.

بااین‌حال، احتمالاً چندین دهه و شاید حتی چند قرن با آن زمان فاصله داریم که بتوانیم از اقیانوس‌های عمیق زیر سطح دیگر قمرها نمونه‌برداری کنیم و ببینیم آیا حیات راهی برای شکل‌گیری در آن‌ها پیدا کرده است یا نه. اینجاست که مطالعه دیگر پوستبرگ، تفاوت مهم انسلادوس را برجسته می‌کند.

فضاپیمای کاسینی هنگام عبور از فواره‌های انسلادوس، از میان ذراتی گذشت که بعدها در تشکیل حلقه E زحل نقش دارند. هرچند کاسینی با هدف بهره‌برداری از چنین فرصتی طراحی نشده بود و در نتیجه فاقد برخی ابزارهایی بود که ناسا آرزو می‌کند در مأموریت وجود داشتند، تحلیل‌گر غبار کیهانی آن توانست وجود نمک‌ها و ترکیبات آلی را در ذرات یخی تأیید کند.

پوستبرگ و همکارانش استدلال می‌کنند که دانه‌های یخی نمونه‌برداری‌شده توسط کاسینی، احتمالاً در نتیجه‌ی ترکیدن حباب‌های گاز در بخش‌های پایینی مجراهایی که اقیانوس را به سطح متصل می‌کنند، آهسته‌تر از حد تصور قبل منجمد شده‌اند. سرعت انجماد نزدیک به ۲۰ درجه سانتی‌گراد در دقیقه شاید از نظر ما بسیار زیاد به نظر برسد، اما آن‌قدر آهسته است که به ترکیبات شیمیایی امکان می‌دهد درون یک ذره از هم جدا شوند؛ چرا که نمک‌ها در دماهای متفاوتی رسوب می‌کنند.

اگر یک دانه تفکیک‌شده در مسیر خود به فضا با دیواره‌های مجرایی که از آن عبور می‌کند برخورد کند، ممکن است از هم بپاشد و به نمونه‌هایی از یخ تبدیل شود که با یک یا دو ناخالصی نسبتاً غلیظ مخلوط شده‌اند.

پوستبرگ گفت: «انسلادوس در واقع بخش زیادی از کار آماده‌سازی نمونه برای تجزیه‌وتحلیل را برای ما انجام می‌دهد؛ کاری که معمولاً در آزمایشگاه‌های شیمی روی زمین به تلاش زیادی نیاز دارد. مواد تشکیل‌دهنده اقیانوس از یکدیگر جدا و هم‌زمان درون ذرات یخی مجزا متراکم می‌شوند.»

در نتیجه، دانه‌هایی که کاسینی جمع‌آوری کرد، تنوع زیادی دارند. بیشتر آن‌ها تقریباً از آب منجمد خالص تشکیل شده‌اند، اما در میان دانه‌هایی که ناخالصی قابل‌توجهی دارند، برخی عمدتاً از کلرید سدیم تشکیل شده‌اند و برخی دیگر مخلوطی از بی‌کربنات سدیم و کربنات سدیم دارند.

این موضوع به این معناست که اگر درون انسلادوس حیات وجود داشته باشد، قرار نیست هر ذره یخی نشانه‌ای ضعیف از آن را با خود حمل کند؛ بلکه تنها تعداد کمی از ذرات حامل این نشانه خواهند بود، اما نشانه حیات در همان ذرات می‌تواند غلظت نسبتاً بالایی داشته باشد.

تا امروز، ناسا انسلادوس را در اولویت مأموریت‌های آینده قرار نداده است؛ در حالی که سه گزینه اصلی دیگر برای جست‌وجوی حیات فرازمینی یعنی مریخ، اروپا و تیتان، همگی قرار است به‌طور جداگانه مورد توجه مأموریت‌های فضایی قرار بگیرند. یک مأموریت به انسلادوس می‌تواند اطلاعات بسیار بیشتری درباره دیگر قمرهای زحل نیز در اختیار ما بگذارد؛ حتی بیشتر از مأموریتی که برای تیتان برنامه‌ریزی شده است.

آژانس فضایی اروپا در حال حاضر مأموریت L4 را برای پر کردن این خلأ برنامه‌ریزی می‌کند؛ بااین‌حال، با توجه به تاریخ پرتاب موردنظر در ۲۰۴۲ و زمان سفر ۱۰ ساله، فرصت زیادی وجود دارد که روند صعودی امیدها تا قبل از کشف نهایی، بار دیگر به سمت ناامیدی تغییر کند.

دو مقاله در نشریه Science Advances منتشر شده‌اند: اینجا و اینجا.