يمكن أن تبقى علامات الحياة بالقرب من أسطح أقمار زحل والمشتري إنكليدوس ويوروبا

إذا كانت الحياة موجودة على أقمار المحيط الجليدية إنسيلادوس وأوروبا، فيمكن لجزيئات الأثر القابلة للاكتشاف أن تعيش تحت أسطحها المتجمدة مباشرة.

لقد افترض العلماء منذ فترة طويلة أن كلا من إنسيلادوس، أحد أقمار زحل المعروفة البالغ عددها 146 قمرًا، وأوروبا، أحد أقمار المشتري الأربعة الكبيرة في غاليليو من بين إجمالي أقماره البالغ عددها 95 قمرًا، يمكن أن يستضيفا محيطات مائية سائلة شاسعة تؤوي الحياة. إذا كان هذا هو الحال، فإن الجزيئات العضوية المعقدة مثل الأحماض الأمينية والأحماض النووية، وهي اللبنات الأساسية للحياة كما نعرفها، يمكن أن تكون بمثابة "بصمات حيوية" للحياة على العوالم.

الشمس التي يمكن أن تدمر الجزيئات العضوية المعقدة على أسطحها. لكن الأبحاث الجديدة تقدم بعض الأمل على هذه الجبهة، مما يشير إلى أن تلك البصمات الحيوية يمكن أن تبقى على قيد الحياة بالفعل إذا تم حفظها في الأصداف الجليدية للأقمار. وإذا كان هذا صحيحًا، فمن الممكن أن تكون هذه الجزيئات قريبة جدًا من السطح بحيث تتمكن مركبات الهبوط الروبوتية المستقبلية من حفرها مجانًا. في الواقع، في إنسيلادوس، قد لا تكون هناك حاجة إلى هذا الحفر؛ يمكن لجزيئات التوقيع الحيوي أن تعيش في الجليد الأقل عمقًا منه في أوروبا.

"استنادًا إلى تجاربنا، يبلغ عمق أخذ العينات "الآمن" للأحماض الأمينية على يوروبا حوالي 8 بوصات (20 سم) عند خطوط العرض العليا لنصف الكرة المتأخر، وهو نصف الكرة المعاكس لاتجاه حركة يوروبا حول كوكب المشتري، في المنطقة التي يوجد فيها كوكب المشتري. وقال قائد البحث ألكسندر بافلوف من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند في بيان: "لم يتأثر السطح كثيرًا بسبب تأثيرات النيزك". "أخذ العينات تحت السطح ليس مطلوبًا للكشف عن الأحماض الأمينية على إنسيلادوس – فهذه الجزيئات ستنجو من التحلل الإشعاعي، والانهيار الإشعاعي، في أي مكان على سطح إنسيلادوس على بعد أقل من عُشر البوصة (أقل من بضعة ملليمترات) من السطح."

ذات صلة: إذا كانت هناك حياة غريبة على أوروبا، فقد نجدها في الفتحات الحرارية المائية

قد تعني الأعمدة الدراماتيكية التي تندلع عبر القشرة الجليدية لإنسيلادوس أيضًا أن البعثات الروبوتية المدارية ستكون قادرة على انتزاع جزيئات التوقيع الحيوي هذه من جميع أنحاء قمر زحل دون الحاجة لزيارة السطح.

سوف تستمر الحياة عميقًا على الأقمار الجليدية

على الرغم من أن أوروبا وإنسيلادوس غالبًا ما يُشار إليهما على أنهما من أكثر العوالم احتمالية لإيواء الحياة في أماكن أخرى من النظام الشمسي، فمن غير المرجح أن تسكن هذه الحياة على سطح هذه الأقمار. وذلك ليس لأنها خالية من الغلاف الجوي ومتجمدة فحسب، بل إنها أيضًا محاطة بالجسيمات النشطة والإشعاعات الصادرة عن الشمس والأشعة الكونية الناتجة عن الأحداث القوية مثل المستعرات الأعظم خارج النظام الشمسي.

ومع ذلك، يُعتقد أن كلاً من أوروبا وإنسيلادوس يحتويان على محيطات مائية سائلة تحت أسطحهما السميكة، والتي تشبه الأصداف الجليدية. وبالتالي، ستتم حماية تلك المحيطات من مثل هذه الجسيمات، وستتم تدفئةها بواسطة الحرارة الحرارية الأرضية المتولدة عن قوة الجذب التي تمارسها الكواكب الأم لهذه الأقمار والأقمار الشقيقة عليها.

وهذا يعني أنه طالما أن هذه المحيطات الموجودة تحت سطح الأرض تتمتع بالكيمياء الصحيحة ومصدر للطاقة، فإن الحياة يمكن أن تسكن فيها.

وللتحقق من ذلك، اختبر بافلوف وزملاؤه الأحماض الأمينية أثناء خضوعهم للتحليل الإشعاعي. على الرغم من أنه يمكن إنشاء الأحماض الأمينية عن طريق الكائنات الحية والعمليات غير البيولوجية، فإن اكتشافها على أوروبا أو إنسيلادوس سيكون علامة محتملة على وجود الحياة، وذلك لأنها مهمة للحياة على الأرض باعتبارها عنصرًا رئيسيًا في بناء البروتين. يمكن الحصول على الأحماض الأمينية من المحيطات العميقة لهذه الأقمار، وذلك بفضل نشاط السخان، أو عن طريق الحركة المتماوجة للأصداف الخارجية الجليدية نفسها.

أخذ الفريق عينات من الأحماض الأمينية، وأغلقوها في قوارير خالية من الهواء، ثم قاموا بتبريدها إلى درجة حرارة 321 درجة فهرنهايت (ناقص 196 درجة مئوية). ثم قام الباحثون بقصف الأحماض الأمينية بضوء عالي الطاقة يسمى "أشعة جاما" بكثافة مختلفة لاختبار قدرة الجزيئات على البقاء.

اختبر الباحثون أيضًا مدى قدرة الأحماض الأمينية على البقاء على قيد الحياة في البكتيريا الميتة المحصورة في جليد أوروبا وإنسيلادوس، واستكشفوا التأثيرات التي قد يحدثها خلطها مع المواد النيزكية على بقائها.

وبأخذ عمر الجليد على أوروبا وإنسيلادوس في الاعتبار، بالإضافة إلى النظر في البيئات الإشعاعية حول كلا القمرين، تمكن الفريق من حساب عمق الحفر والمواقع التي يمكن أن تنجو فيها 10% من الأحماض الأمينية من التدمير الإشعاعي.

لقد تم إجراء تجارب من هذا النوع من قبل، ولكن كانت هناك أول تجربتين تم تقديمهما في هذا الاختبار تحديدًا.

كانت هذه هي المرة الأولى التي يفكر فيها الباحثون في جرعات أقل من الإشعاع على هذه الجزيئات، والتي لا تفكك الأحماض الأمينية بشكل كامل، حيث يعتقد الفريق أن الجزيئات التالفة أو المتدهورة يمكن أن تظل بمثابة مؤشرات حيوية. وكانت أيضًا المرة الأولى التي يأخذ فيها مثل هذا الاختبار في الاعتبار بقاء الأحماض الأمينية جنبًا إلى جنب مع غبار النيزك.

ووجد الفريق أن الأحماض الأمينية تتحلل بسرعة أكبر عند مزجها مع السيليكا، على غرار تلك الموجودة في غبار النيزك. ومع ذلك، فإن الأحماض الأمينية الموجودة في البكتيريا الميتة تتحلل بوتيرة أبطأ من المتوسط. قد يكون هذا بسبب أن المواد الخلوية البكتيرية تحمي الأحماض الأمينية من المركبات التفاعلية الناتجة عن القصف الإشعاعي الذي قد يؤدي إلى تسريع تدهورها.

وقال بافلوف: "إن المعدلات البطيئة لتدمير الأحماض الأمينية في العينات البيولوجية في ظل الظروف السطحية الشبيهة بسطح أوروبا وإنسيلادوس تعزز الحجة لإجراء قياسات مستقبلية للكشف عن الحياة من خلال بعثات الهبوط على أوروبا وإنسيلادوس". "تشير نتائجنا إلى أن معدلات تحلل الجزيئات الحيوية العضوية المحتملة في المناطق الغنية بالسيليكا على كل من أوروبا وإنسيلادوس أعلى منها في الجليد النقي، وبالتالي، فإن البعثات المستقبلية المحتملة إلى أوروبا وإنسيلادوس يجب أن تكون حذرة في أخذ عينات من المواقع الغنية بالسيليكا على سطح القمر. كلا القمرين الجليديين."

نُشرت ورقة الفريق يوم الخميس (18 يوليو) في مجلة علم الأحياء الفلكي.

تابعونا على أخبار جوجل