يضيف الفوسفور في “المحيط الصودا” لإنسيلادوس إلى آفاق الحياة

إنسيلادوس – سادس أكبر من 146 أقمار زحل – يحتوي على محيط سائل بأرضية صخرية تحت سطحه المشرق والأبيض الفاتر. تنفث البراكين الجليدية حبيبات متجمدة من المواد في الفضاء ، مولدة واحدة من العديد من الحلقات التي تدور حول الكوكب.

الآن ، اكتشف فريق من الباحثين أن تلك الحبوب الجليدية تحتوي على الفوسفات. وجدواهم باستخدام بيانات من كاسيني ، مركبة مدارية مشتركة بين ناسا وأوروبية أنهت دراستها لكوكب زحل وحلقاته وأقماره في عام 2017. إنها المرة الأولى التي يتم فيها العثور على الفوسفور في محيط خارج الأرض. كانت النتائج ، التي تزيد من احتمالية أن القمر إنسيلادوس موطنًا لحياة خارج كوكب الأرض ، كانت كذلك نشرت يوم الاربعاء في مجلة الطبيعة.

لم نكن نتوقع هذا. قال فرانك بوستبيرج ، عالم الكواكب في جامعة برلين الحرة الذي قاد الدراسة ، “لم نبحث عنه”. ووصف إدراكهم بأنهم عثروا على الفوسفات (المواد الكيميائية التي تحتوي على عنصر الفوسفور) بأنه “لحظة محيرة”.

مع اكتشاف الفوسفور في عالم المحيط ، يقول العلماء إنهم وجدوا الآن كل العناصر الضرورية للحياة كما نعرفها. يعد الفوسفور مكونًا رئيسيًا في عظام وأسنان الإنسان ، ويقول العلماء إنه العنصر الحيوي الأكثر ندرة في الكون. اكتشف باحثو الكواكب سابقًا العناصر الخمسة الرئيسية الأخرى على القمر إنسيلادوس: الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكبريت (آخرها تم اكتشافه مبدئيًا).

بحث سابق أشار إلى أن الفوسفور يجب أن يكون نادرًا في عوالم المحيطات خارج كوكب الأرض ، مما قد يعيق الحياة عن التكون في أي مكان آخر في النظام الشمسي أو المجرة.

وقال الدكتور بوستبيرج إن الباحثين وجدوا على إنسيلادوس “عكس ذلك تمامًا”. وقال إنه بدلاً من الافتقار إلى الفوسفات ، فإن بحرها الجليدي “تم إثرائه مقارنة بمحيطات الأرض بعامل 1000 أو نحو ذلك”.

توصل الدكتور Postberg وزملاؤه إلى هذا الاستنتاج من خلال إجراء مسح متعمق لـ 345 حبة جليدية درستها كاسيني أثناء تحليقها عبر “الحلقة الإلكترونية” لزحل ، والتي تكونت من انبعاثات إنسيلادوس. قاموا بقياس تكوين نفث الغبار الناتج عن اصطدام هذه الحبيبات باللوحة المعدنية لأداة على المركبة الفضائية ، محلل الغبار الكوني. ووجدوا أن تسعة من الجسيمات الجليدية بها كتل جزيئية أشارت إلى وجود الفوسفات.

لضمان عدم إساءة تفسير قراءات كاسيني ، أجروا سلسلة من التجارب في المختبر ، وجربوا حالات وتركيزات مختلفة من الفوسفور. قال أحد مؤلفي الدراسة ، فابيان كلينر ، وهو الآن عالم فلكي في جامعة واشنطن: “بعد إجراء العديد من القياسات ، أصابنا عين الثور”. “وجدنا تطابقًا تامًا واحدًا مع البيانات المأخوذة من الفضاء.”

لكن الباحثين ما زالوا غير قادرين على تفسير كيفية احتواء إنسيلادوس على تركيزات عالية من الفوسفات في محيطه. قام بعض الباحثين في الدراسة بالتحقيق في ذلك في معهد طوكيو للتكنولوجيا من خلال محاكاة التفاعلات الجيوكيميائية بين مياه المحيط وقاعها الصخري.

وجدوا إجابات في المياه القلوية لإنسيلادوس الغنية بالكربونات. قال الدكتور بوستبيرج: “يمكنك تسميته” محيط الصودا “.

يحدث الفوسفور بشكل طبيعي في أغلب الأحيان في المعادن الصلبة ، مثل تلك الموجودة داخل الكويكبات والمذنبات. قال الدكتور بوستبيرج: “إذا كانت محبوسة في صخرة ، فمن الصعب حصادها مدى الحياة” ، لأنها تحتاج إلى أن تكون قابلة للذوبان لاستخدامها بيولوجيًا. “لكننا نجد أن هذه المياه الغازية يمكنها إذابة الفوسفات جيدًا.”

ميخائيل زولوتوف ، عالم جيوكيمياء الكواكب في جامعة ولاية أريزونا الذي كتب أ مقال منظور في دراسة الطبيعة ، لم يفاجأ بهذا التفسير. وقال: “كان من الواضح من قبل ، من خلال الدراسات التي أجريت على بحيرات الصودا على الأرض ، أننا نتوقع كميات عالية من الفوسفور في أي بحيرات صودا طبيعية”.

بعد إنسيلادوس ، يقول الدكتور بوستبيرج ، قد يشير هذا الاكتشاف إلى أن عوالم المحيطات الأخرى في النظام الشمسي الخارجي ، مثل قمر المشتري يوروبا أو الكوكب القزم بلوتو ، غنية بالفوسفات – وبالتالي من المحتمل أن تكون صالحة للسكن.

يأمل هو وزملاؤه الباحثون في تحليل عينة أكبر من بيانات كاسيني لتعزيز نتائجهم. لكن البحث النهائي عن الحياة على إنسيلادوس سيستغرق مهمة أخرى هذا هو عقد أو عقدين من الزمان ، إذا تمت الموافقة عليه.

قال الدكتور بوستبيرج: “لا نعرف حتى الآن ما إذا كان هذا المكان الصالح للسكن مأهولًا بالفعل”. “لكنه بالتأكيد يستحق البحث.”