إنسيلادوس، قمر زحل المحيطي، قادر على دعم الحياة – يعمل فريق البحث الخاص بي على كيفية اكتشاف خلايا خارج كوكب الأرض هناك

إنسيلادوس، قمر زحل المحيطي، قادر على دعم الحياة - يعمل فريق البحث الخاص بي على كيفية اكتشاف خلايا خارج كوكب الأرض هناك

إنسيلادوس، قمر زحل المحيطي، قادر على دعم الحياة يعمل فريق البحث الخاص بي على كيفية اكتشاف خلايا خارج كوكب الأرض هناك

تم نشر هذه المقالة في الأصل في المحادثة. ساهم المنشور بالمقال في أصوات الخبراء على موقع Space.com : Op-Ed & Insights .

فابيان كلينر هو عالم الكواكب وعالم الأحياء الفلكية في جامعة واشنطن (UW). يركز بحثه على استكشاف الأقمار الجليدية في النظام الشمسي، ولا سيما قمر زحل إنسيلادوس وقمر المشتري أوروبا.

هناك 146 قمرًا مؤكدًا – أكثر من أي كوكب آخر في النظام الشمسي – ولكن يبرز قمر واحد يسمى إنسيلادوس. ويبدو أن لديها مقومات الحياة.

ومن عام 2004 إلى عام 2017، قامت كاسيني – وهي مهمة مشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية – بالتحقيق في كوكب زحل وحلقاته وأقماره. قدمت كاسيني نتائج مذهلة. إنسيلادوس، الذي يبلغ قطره 313 ميلاً (504 كيلومترًا) فقط، يضم محيطًا مائيًا سائلًا تحت قشرته الجليدية التي تغطي القمر بأكمله.

تطلق السخانات الموجودة في القطب الجنوبي للقمر الغاز وحبيبات الجليد المتكونة من مياه المحيط إلى الفضاء.

ذات صلة: الحياة على إنسيلادوس؟ أوروبا تتطلع إلى مهمة علم الأحياء الفلكية إلى قمر محيط زحل

على الرغم من أن مهندسي كاسيني لم يتوقعوا تحليل حبيبات الجليد التي كان إنسيلادوس ينبعث منها بشكل نشط، إلا أنهم قاموا بتعبئة محلل الغبار على المركبة الفضائية. قامت هذه الأداة بقياس حبيبات الجليد المنبعثة بشكل فردي وأخبرت الباحثين عن تكوين المحيط تحت السطح.

باعتباري عالم كواكب وعالم أحياء فلكي يدرس حبيبات الجليد من إنسيلادوس، فأنا مهتم بمعرفة ما إذا كانت هناك حياة على هذا القمر أو على الأقمار الجليدية الأخرى. أريد أيضًا أن أفهم كيف يمكن للعلماء مثلي اكتشافه.

مكونات الحياة

تمامًا مثل محيطات الأرض، يحتوي محيط إنسيلادوس على الملح، معظمه عبارة عن كلوريد الصوديوم، المعروف باسم ملح الطعام. ويحتوي المحيط أيضًا على مركبات كربونية مختلفة، وله عملية تسمى تسخين المد والجزر والتي تولد الطاقة داخل القمر. الماء السائل والكيمياء القائمة على الكربون والطاقة كلها مكونات أساسية للحياة.

في عام 2023، عثرت أنا وعلماء آخرون على الفوسفات، وهو مركب آخر يدعم الحياة، في حبيبات الجليد القادمة من محيط إنسيلادوس. الفوسفات، وهو أحد أشكال الفوسفور، ضروري لجميع أشكال الحياة على الأرض. وهو جزء من الحمض النووي وأغشية الخلايا والعظام. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يكتشف فيها العلماء هذا المركب في محيط مائي خارج كوكب الأرض.

من المحتمل أن يتفاعل قلب إنسيلادوس الصخري مع مياه المحيط من خلال الفتحات الحرارية المائية. تبرز هذه الهياكل الساخنة التي تشبه السخان من قاع المحيط. ويتوقع العلماء أن مكانًا مشابهًا ربما كان مهد الحياة على الأرض.

الجزء الداخلي من قمر زحل إنسيلادوس. (حقوق الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية)

الكشف عن الحياة المحتملة

وحتى الآن، لم يتمكن أحد من اكتشاف وجود حياة خارج الأرض. لكن العلماء متفقون على أن إنسيلادوس مكان واعد للغاية للبحث عن الحياة. إذن، كيف يمكننا أن نبدأ في البحث؟

في بحث نُشر في مارس 2024، أجريت أنا وزملائي اختبارًا معمليًا يحاكي ما إذا كانت أدوات تحليل الغبار الموجودة على المركبة الفضائية يمكنها اكتشاف وتحديد آثار الحياة في حبيبات الجليد المنبعثة.

ولمحاكاة اكتشاف حبيبات الجليد أثناء قيام محللي الغبار بتسجيلها في الفضاء، استخدمنا إعدادًا معمليًا على الأرض. باستخدام هذا الإعداد، قمنا بحقن شعاع ماء صغير يحتوي على خلايا بكتيرية في الفراغ، حيث تفكك الشعاع إلى قطرات. ومن الناحية النظرية، تحتوي كل قطرة على خلية بكتيرية واحدة.

بعد ذلك، أطلقنا الليزر على القطرات الفردية، مما أدى إلى تكوين أيونات مشحونة من الماء ومركبات الخلية. قمنا بقياس الأيونات المشحونة باستخدام تقنية تسمى قياس الطيف الكتلي. ساعدتنا هذه القياسات على التنبؤ بما يجب أن تجده أدوات تحليل الغبار الموجودة على متن مركبة فضائية إذا واجهت خلية بكتيرية موجودة في حبة ثلج.

لقد وجدنا أن هذه الأدوات من شأنها أن تقوم بعمل جيد في تحديد المواد الخلوية. يجب أن تكون الأدوات المصممة لتحليل حبيبات الجليد المنفردة قادرة على تحديد الخلايا البكتيرية، حتى لو كان هناك 0.01% فقط من مكونات خلية واحدة في حبة ثلج من نبع ماء حار يشبه إنسيلادوس.

يمكن للمحللين التقاط عدد من التوقيعات المحتملة من المواد الخلوية، بما في ذلك الأحماض الأمينية والأحماض الدهنية. تمثل الأحماض الأمينية المكتشفة إما أجزاء من بروتينات الخلية أو مستقلباتها، وهي جزيئات صغيرة تشارك في التفاعلات الكيميائية داخل الخلية. الأحماض الدهنية هي أجزاء من الدهون التي تشكل أغشية الخلايا.

في تجاربنا، استخدمنا بكتيريا اسمها Sphingopyxis alaskensis. إن خلايا هذه المزرعة صغيرة للغاية، بنفس حجم الخلايا التي قد تكون قادرة على احتواء حبيبات الجليد المنبعثة من القمر إنسيلادوس. بالإضافة إلى صغر حجمها، تحب هذه الخلايا البيئات الباردة، وتحتاج فقط إلى عدد قليل من العناصر الغذائية للبقاء على قيد الحياة والنمو، على غرار كيفية تكيف الحياة مع الظروف في محيط إنسيلادوس.

لم يكن لدى محلل الغبار المحدد في كاسيني القدرات التحليلية لتحديد المواد الخلوية الموجودة في حبيبات الجليد. ومع ذلك، يقوم العلماء بالفعل بتصميم أدوات تتمتع بقدرات أكبر بكثير لمهمات إنسيلادوس المستقبلية المحتملة. ستستفيد نتائجنا التجريبية من تخطيط وتصميم هذه الأدوات.

البعثات المستقبلية

يعد إنسيلادوس أحد الأهداف الرئيسية للبعثات المستقبلية لوكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. في عام 2022، أعلنت وكالة ناسا أن مهمة إنسيلادوس لها ثاني أعلى أولوية حيث اختارت مهمتها الكبيرة التالية – وكانت لمهمة أورانوس الأولوية القصوى.

أعلنت الوكالة الأوروبية مؤخرًا أن إنسيلادوس هو الهدف الرئيسي لمهمتها الكبيرة القادمة. من المحتمل أن تشتمل هذه المهمة على محلل غبار ذو قدرة عالية لتحليل حبيبات الجليد.

إنسيلادوس ليس القمر الوحيد الذي يحتوي على محيط مائي سائل. يمتلك قمر المشتري أوروبا أيضًا محيطًا يمتد القمر بأكمله تحت قشرته الجليدية. تطفو حبيبات الجليد الموجودة على أوروبا فوق السطح، ويعتقد بعض العلماء أن أوروبا ربما تحتوي على ينابيع مياه حارة مثل إنسيلادوس، والتي تطلق الحبيبات إلى الفضاء. سيساعد بحثنا أيضًا في دراسة حبيبات الجليد من أوروبا.

ستزور مهمة أوروبا كليبر التابعة لناسا أوروبا في السنوات القادمة. ومن المقرر إطلاق Clipper في أكتوبر 2024 والوصول إلى كوكب المشتري في أبريل 2030. وقد تم تصميم أحد مقياسي الكتلة على متن المركبة الفضائية، وهو SUrface Dust Analyzer، لتحليل حبيبات الجليد الفردية.

ستقوم أداة SUrface Dust Analyzer الموجودة على Clipper بتحليل حبيبات الجليد من قمر المشتري أوروبا. (رصيد الصورة: ناسا/ جامعة كولورادو بولدر/ جلين أساكاوا)

توضح دراستنا أن هذه الأداة ستكون قادرة على العثور حتى على أجزاء صغيرة من الخلية البكتيرية، إذا كانت موجودة في عدد قليل فقط من حبيبات الجليد المنبعثة.

ومع خطط هذه الوكالات الفضائية للمستقبل القريب ونتائج دراستنا، فإن احتمالات البعثات الفضائية القادمة التي تزور إنسيلادوس أو يوروبا مثيرة بشكل لا يصدق. نحن نعلم الآن أنه باستخدام الأجهزة الحالية والمستقبلية، يجب أن يتمكن العلماء من معرفة ما إذا كانت هناك حياة على أي من هذه الأقمار.

اقرأ المقال الأصلي في المحادثة.


تابعونا على أخبار جوجل


شارك الخبر

فيلم Interstellar يحصل على نسخة 4K UHD و Blu-ray الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة تحتفل سلسلة أفلام الفضاء الخارجي "إنترستيلار" للمخرج كريستوفر نولان بمرور 10 أعوام على صدورها الشهر المقبل، وما لم يكن اسمك نيل ديغراس تايسون أو براين كوكس، فقد لا تزال حائراً بعض الشيء بشأن كل نقاط الحبكة المتشابكة الكمومية وأجهزة السرد الإزاحي الزمني المقدمة في هذا الفيلم المذهل الذي صدر عام 2014. لا يستطيع أحد أن يجادل في أن نطاق الفيلم وتأثيراته البصرية وفهمه للكواكب الخارجية والثقوب السوداء شكل قصة مقنعة، وإن لم تكن غير قابلة للفهم، عن بحث البشرية عن منزل صالح للسكن بعد أن أصبحت أرضنا قاحلة. احتفالًا بالذكرى السنوية الـ 15 لفيلم Interstellar، ستطلق شركة Paramount Pictures Home Entertainment مجموعة جديدة محدودة الإصدار بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024، وهي مليئة بالعديد من الساعات من الميزات الخاصة والمقابلات والمقاطع القصيرة والمواد الترويجية والقصص المصورة ومقتنيات المهمة. قد يعجبك ذات صلة: شرح علم "إنترستيلار" (إنفوجراف) مجموعة جديدة من الأفلام الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar"! (حقوق الصورة: Paramount) وهنا الملخص الرسمي: "احتفل بمرور 10 سنوات مثيرة من فيلم ""إنترستيلر"" مع هذا الإصدار الفاخر الذي يضم حصريًا فيلم ""المستقبل الآن""، وهو فيلم قصير يلقي نظرة على هذه الملحمة التاريخية للمخرج الحائز على جائزة الأوسكار كريستوفر نولان (""أوبنهايمر""). يتولى فريق من الرواد المهمة الأكثر أهمية في تاريخ البشرية – لاكتشاف ما إذا كان للبشرية مستقبل بين النجوم. يلعب الممثل الحائز على جائزة الأوسكار ماثيو ماكونهي دور الطيار السابق الذي تحول إلى مزارع والذي أجبر على ترك عائلته والأرض المتدهورة خلفه، لقيادة رحلة استكشافية تسافر خارج هذه المجرة. أخبار الفضاء العاجلة، وأحدث التحديثات حول إطلاق الصواريخ، وأحداث مراقبة السماء والمزيد! "تتضمن هذه المجموعة المحدودة الفيلم الروائي الطويل بتقنية 4K Ultra-HD وBlu-ray، وقرص منفصل يحتوي على ميزات خاصة، ونسخًا طبق الأصل من خمسة أزياء، وخمس نسخ ملصقة مسرحية، وتسلسل قصص مصورة لم يسبق له مثيل من أرشيف المخرج." فيلم Interstellar – الإعلان الرسمي – YouTube شاهد على لقد قامت شركة Paramount Pictures Home Entertainment بعمل رائع في تحميل مجموعة الذكرى السنوية العاشرة هذه بكل قطعة يمكن تخيلها من هدايا BTS ودردشات المبدعين والمقاطع القصيرة التي تعتمد على قرص Blu-ray للفيلم. اطلع على القائمة الرائعة للمحتوى الإضافي والأفلام الوثائقية القصيرة المعبأة في هذا العرض الاستعادي للمسلسل المرموق: "المستقبل هو الآن: نظرة إلى الوراء على فيلم Interstellar" "استكشف تأثير فيلم Interstellar بعد مرور 10 سنوات من خلال مقابلات جديدة مع المخرج والمؤلف المشارك كريستوفر نولان، والمنتجة إيما توماس، والمنتج التنفيذي كيب ثورن، والمؤلف المشارك جوناثان نولان. من تطوير صور الثقب الأسود النبوية إلى تصميم الإنتاج الثوري لـ IMAX، يتم توفير سياق إضافي من قبل الزملاء والمعجبين بما في ذلك المخرج بيتر جاكسون (سيد الخواتم) والمخرج دينيس فيلنوف (الكثبان الرملية)." "داخل بين النجوم" "The Endurance" (1080p, 9:24): تصميم المركبة بحيث تشبه محطة الفضاء الدولية، مع مراعاة الوظيفة والاحتياجات الحقيقية في الاعتبار. كما تقدم جولة تفصيلية للجزء الداخلي. "التصوير في أيسلندا: كوكب ميلر/كوكب مان" (1080 بكسل، 12:42): نظرة على المواقع الأيسلندية التي حلت محل المناظر الطبيعية الغريبة في الفيلم والتحديات والفوائد التي قدمتها هذه المواقع. "الرينجر والمركبة اللاندر" (1080 بكسل، 12:20): جولات أخرى حول التصميمات الداخلية للمركبة بالإضافة إلى تفاصيل الوظيفة والتصميم والبناء. "المنمنمات في الفضاء" (1080 بكسل، 5:29): نظرة على استخدام نماذج بأحجام مختلفة ومبنية لأغراض مختلفة. "محاكاة انعدام الجاذبية" (1080 بكسل، 5:31): يتناول عمليات محاكاة غياب الجاذبية في الفيلم. "المعالم السماوية" (1080 بكسل، 13:22): فحص للتفاصيل العلمية والنظريات المستخدمة في جميع أنحاء الفيلم والتي تدفع القصة. "عبر كل الأبعاد والزمن" (1080 بكسل، 9:02): نظرة على نظرية وتصميم وتنفيذ أحد أهم العناصر المرئية في نهاية الفيلم. "الأفكار النهائية" (1080 بكسل، 6:02 دقيقة): يتحدث الممثلون وطاقم العمل عن الفيلم وآمالهم في أن يكون مصدر تأثير وإلهام للأجيال القادمة. "المقاطع الدعائية" (1080 بكسل): مقطع دعائي (1:52)، مقطع دعائي 1 (2:34)، مقطع دعائي 2 (2:35)، ومقطع دعائي 3 (2:29). فن صندوق الإصدار المحدود بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar". (حقوق الصورة: Paramount) قصص ذات صلة: من المقرر إطلاق "Interstellar 10th Anniversary Collector's Edition" بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024.

ربما فاتك أن تقرأ أيضاً

فيلم Interstellar يحصل على نسخة 4K UHD و Blu-ray الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة تحتفل سلسلة أفلام الفضاء الخارجي "إنترستيلار" للمخرج كريستوفر نولان بمرور 10 أعوام على صدورها الشهر المقبل، وما لم يكن اسمك نيل ديغراس تايسون أو براين كوكس، فقد لا تزال حائراً بعض الشيء بشأن كل نقاط الحبكة المتشابكة الكمومية وأجهزة السرد الإزاحي الزمني المقدمة في هذا الفيلم المذهل الذي صدر عام 2014. لا يستطيع أحد أن يجادل في أن نطاق الفيلم وتأثيراته البصرية وفهمه للكواكب الخارجية والثقوب السوداء شكل قصة مقنعة، وإن لم تكن غير قابلة للفهم، عن بحث البشرية عن منزل صالح للسكن بعد أن أصبحت أرضنا قاحلة. احتفالًا بالذكرى السنوية الـ 15 لفيلم Interstellar، ستطلق شركة Paramount Pictures Home Entertainment مجموعة جديدة محدودة الإصدار بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024، وهي مليئة بالعديد من الساعات من الميزات الخاصة والمقابلات والمقاطع القصيرة والمواد الترويجية والقصص المصورة ومقتنيات المهمة. قد يعجبك ذات صلة: شرح علم "إنترستيلار" (إنفوجراف) مجموعة جديدة من الأفلام الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar"! (حقوق الصورة: Paramount) وهنا الملخص الرسمي: "احتفل بمرور 10 سنوات مثيرة من فيلم ""إنترستيلر"" مع هذا الإصدار الفاخر الذي يضم حصريًا فيلم ""المستقبل الآن""، وهو فيلم قصير يلقي نظرة على هذه الملحمة التاريخية للمخرج الحائز على جائزة الأوسكار كريستوفر نولان (""أوبنهايمر""). يتولى فريق من الرواد المهمة الأكثر أهمية في تاريخ البشرية – لاكتشاف ما إذا كان للبشرية مستقبل بين النجوم. يلعب الممثل الحائز على جائزة الأوسكار ماثيو ماكونهي دور الطيار السابق الذي تحول إلى مزارع والذي أجبر على ترك عائلته والأرض المتدهورة خلفه، لقيادة رحلة استكشافية تسافر خارج هذه المجرة. أخبار الفضاء العاجلة، وأحدث التحديثات حول إطلاق الصواريخ، وأحداث مراقبة السماء والمزيد! "تتضمن هذه المجموعة المحدودة الفيلم الروائي الطويل بتقنية 4K Ultra-HD وBlu-ray، وقرص منفصل يحتوي على ميزات خاصة، ونسخًا طبق الأصل من خمسة أزياء، وخمس نسخ ملصقة مسرحية، وتسلسل قصص مصورة لم يسبق له مثيل من أرشيف المخرج." فيلم Interstellar – الإعلان الرسمي – YouTube شاهد على لقد قامت شركة Paramount Pictures Home Entertainment بعمل رائع في تحميل مجموعة الذكرى السنوية العاشرة هذه بكل قطعة يمكن تخيلها من هدايا BTS ودردشات المبدعين والمقاطع القصيرة التي تعتمد على قرص Blu-ray للفيلم. اطلع على القائمة الرائعة للمحتوى الإضافي والأفلام الوثائقية القصيرة المعبأة في هذا العرض الاستعادي للمسلسل المرموق: "المستقبل هو الآن: نظرة إلى الوراء على فيلم Interstellar" "استكشف تأثير فيلم Interstellar بعد مرور 10 سنوات من خلال مقابلات جديدة مع المخرج والمؤلف المشارك كريستوفر نولان، والمنتجة إيما توماس، والمنتج التنفيذي كيب ثورن، والمؤلف المشارك جوناثان نولان. من تطوير صور الثقب الأسود النبوية إلى تصميم الإنتاج الثوري لـ IMAX، يتم توفير سياق إضافي من قبل الزملاء والمعجبين بما في ذلك المخرج بيتر جاكسون (سيد الخواتم) والمخرج دينيس فيلنوف (الكثبان الرملية)." "داخل بين النجوم" "The Endurance" (1080p, 9:24): تصميم المركبة بحيث تشبه محطة الفضاء الدولية، مع مراعاة الوظيفة والاحتياجات الحقيقية في الاعتبار. كما تقدم جولة تفصيلية للجزء الداخلي. "التصوير في أيسلندا: كوكب ميلر/كوكب مان" (1080 بكسل، 12:42): نظرة على المواقع الأيسلندية التي حلت محل المناظر الطبيعية الغريبة في الفيلم والتحديات والفوائد التي قدمتها هذه المواقع. "الرينجر والمركبة اللاندر" (1080 بكسل، 12:20): جولات أخرى حول التصميمات الداخلية للمركبة بالإضافة إلى تفاصيل الوظيفة والتصميم والبناء. "المنمنمات في الفضاء" (1080 بكسل، 5:29): نظرة على استخدام نماذج بأحجام مختلفة ومبنية لأغراض مختلفة. "محاكاة انعدام الجاذبية" (1080 بكسل، 5:31): يتناول عمليات محاكاة غياب الجاذبية في الفيلم. "المعالم السماوية" (1080 بكسل، 13:22): فحص للتفاصيل العلمية والنظريات المستخدمة في جميع أنحاء الفيلم والتي تدفع القصة. "عبر كل الأبعاد والزمن" (1080 بكسل، 9:02): نظرة على نظرية وتصميم وتنفيذ أحد أهم العناصر المرئية في نهاية الفيلم. "الأفكار النهائية" (1080 بكسل، 6:02 دقيقة): يتحدث الممثلون وطاقم العمل عن الفيلم وآمالهم في أن يكون مصدر تأثير وإلهام للأجيال القادمة. "المقاطع الدعائية" (1080 بكسل): مقطع دعائي (1:52)، مقطع دعائي 1 (2:34)، مقطع دعائي 2 (2:35)، ومقطع دعائي 3 (2:29). فن صندوق الإصدار المحدود بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar". (حقوق الصورة: Paramount) قصص ذات صلة: من المقرر إطلاق "Interstellar 10th Anniversary Collector's Edition" بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024.