اكتشافان جديدان كشفت عنهما وكالة ناسا أمس في مؤتمر صحفي خاص يعززان احتمال أن تكون المحيطات الغامضة المختبئة تحت جليد قمري المشتري وزحل مناسبة لوجود حياة خارج كوكب الأرض.
الاكتشاف الرئيسي الذي كشفت عنه ناسا تم بواسطة المركبة الفضائية كاسيني، حيث تم التعرف على الهيدروجين الجزيئي لأول مرة في نفاثات الماء المندفعة إلى الفضاء من المحيط شبه الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار زحل. ويمكن استخدام الهيدروجين كمصدر غذائي للبكتيريا الموجودة في المياه الساخنة المتدفقة إلى قاع المحيط، على غرار الظاهرة الموجودة على الأرض. وفي الوقت نفسه، تم الكشف عن أن تلسكوب هابل الفضائي كان قادرًا مرة أخرى على مراقبة نفاثات الماء المنفجرة من أوروبا، أحد أقمار كوكب المشتري، حيث يقدر الباحثون أيضًا وجود محيط تحت الجليد.
"محيط إنسيلادوس يشبه مخزن الحلوى للبكتيريا"
كشفت وكالة الفضاء الأمريكية أن المركبة الفضائية كاسيني اكتشفت جزيئات الهيدروجين (H2) في نفاثات الماء التي تندلع من شقوق القمر، وتنشأ في محيطه تحت الجليدي. الهيدروجين الذي يقدر الباحثون أنه تم إنشاؤه فيهالفتحات الحرارية المائية من الماء الدافئ في قاع المحيط، قد يكون مصدرًا غذائيًا مهمًا للكائنات الحية، والتي قد تتغذى، على غرار البكتيريا المولدة للميثان الموجودة على الأرض، على الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون (وتنتج غاز الميثان كمنتج ثانوي).
حققت كاسيني حتى الآن العديد من الاكتشافات لنظام الأقمار والحلقات الرائعة حول العملاق الغازي زحل، وأحد أهمها هو المحيط شبه الجليدي للقمر إنسيلادوس. وكان هذا أحد الاكتشافات الأولى للمركبة الفضائية، بعد عام واحد فقط من دخولها مدارها حول زحل في عام 2004. إنسيلادوس قمر صغير للغاية، يبلغ قطره 500 كيلومتر فقط، ولم يتوقع الباحثون أن يكون نشطا جيولوجيا، لكن صور المسبار أظهرت أنه في قطبه الجنوبي توجد شقوق ساخنة تنطلق منها نفاثات الماء. ويقدر الباحثون أن مصدر هذه التدفقات هو محيط عالمي تحت طبقة الجليد الخارجية، وأن وجودها أصبح ممكنا بفضل قوى المد والجزر التي يخلقها المشتري على القمر، والتي تسبب الاحتكاك والحرارة في أعماق القمر.
سمحت نفاثات الماء للمركبة الفضائية بأخذ عينات مباشرة من تكوين المحيط الغامض. على الرغم من أن أجهزة المركبة الفضائية لم تكن مصممة في الأصل لمثل هذه المهمة، إلا أن كاسيني كانت قادرة على استخدام مطياف الكتلة الخاص بها (INMS) لتحديد أن النفاثات تتكون من 98% ماء، وبقايا ثاني أكسيد الكربون والميثان والأمونيا.
الدراسة الجديدة, والذي نشر في مجلة العلوم، يعتمد على بيانات مطياف الكتلة أثناء أقرب ذبابة قامت المركبة الفضائية بالدوران حول القمر في 28 أكتوبر 2015، حيث وصلت إلى مسافة 48 كيلومترا فقط من سطحه، ومرت داخل نفاثات الماء مباشرة وأخذت عينات منها مباشرة. أتاحت الرحلة الجريئة للمركبة الفضائية اكتشاف الهيدروجين الجزيئي (H2) في النفاثات، وتحديد أنها تشكل ما بين 0.4 و1.4 بالمائة من تركيبها.
ويقدر الباحثون أن التفسير الأكثر منطقية هو أن الهيدروجين المكتشف تم إنشاؤه بواسطة الفتحات الحرارية المائية في قاع المحيط على القمر إنسيلادوس، وهي المياه التي تسخن داخل قلب القمر الصخري وتنفجر على شكل ينابيع ماء حارة تحت الماء. وعلى الأرض، تعد الطاقة والتفاعلات الكيميائية في الفتحات الحرارية المائية في قاع المحيطات بديلاً لأشعة الشمس، وتتيح وجود أنظمة بيئية واسعة النطاق في الأعماق. هناك باحثون من رفع الاحتمال لأن الفتحات الحرارية المائية كانت المصدر الأساسي للحياة على الأرض.
إن اكتشاف الهيدروجين لا يعزز فقط الفرضية القائلة بوجود فتحات حرارية مائية في قاع محيط إنسيلادوس، ولكنه يشير إلى وجود مصدر غذائي للكائنات الحية على القمر، إذا كانت موجودة هناك. على الأرض، تتغذى البكتيريا الموجودة في الفتحات الحرارية المائية على الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون، في عملية تعرف باسم توليد الميثان (ميثانوجينيسيس).توليد الميثان)، حيث يتكون الميثان كمنتج ثانوي.
ووفقا لباحثي وكالة ناسا فإن الاكتشاف يعزز احتمال وجود بيئة داعمة للحياة على القمر، رغم أنهم أكدوا أن مركبة كاسيني الفضائية غير قادرة على اكتشاف الحياة بشكل مباشر ولا تشير الدراسة إلى دليل مباشر أو غير مباشر على وجودها. للحياة خارج كوكب الأرض على القمر.
"على الرغم من أننا لم نكتشف الحياة، إلا أننا وجدنا أن هناك مصدرًا للغذاء لهم. وقال هانتر وايت، المؤلف الرئيسي للدراسة: "إنه مثل متجر الحلوى للبكتيريا".
ووفقا لوكالة ناسا، يمكن تقييم مستوى دعم أي بيئة لوجود الحياة (كما نعرفها على الأرض) وفق ثلاث فئات - الماء السائل، ومصدر الطاقة الذي يتيح عملية التمثيل الغذائي، والتركيب الكيميائي المناسب. وكما ذكرنا، فإن الهيدروجين المكتشف يمكن أن يكون بمثابة مصدر مهم للطاقة للكائنات الحية. ويضيف الاكتشاف الجديد الهيدروجين إلى قائمة العناصر الكيميائية الضرورية للحياة التي تم اكتشافها بالتأكيد على سطح القمر إنسيلادوس، إلى جانب الكربون والنيتروجين والأكسجين. ولم يتم اكتشاف الفوسفور والكبريت، وهما ضروريان للحياة أيضًا، بشكل مباشر، لكن يقدر الباحثون وجودهما في النواة الصخرية للقمر.
وقد لوحظت نفاثات مائية مرة أخرى على قمر كوكب المشتري أوروبا
وفي نفس الوقت الذي تم فيه اكتشاف الهيدروجين في إنسيلادوس، كشفت وكالة ناسا أن تلسكوب هابل الفضائي تمكن من رصد دفقات من الماء تنفجر مرة أخرى من قمر زحل أوروبا، حيث يقدر الباحثون أيضًا وجود محيط تحت الجليد. تم الإبلاغ عن الرؤية في مقال في مجلة رسائل الفيزياء الفلكية.
على عكس قمر زحل أنسيلوس، الذي تثور نفاثاته المائية بشكل منتظم ويمكن رؤيتها بوضوح في عمليات الرصد القادمة لكاسيني، فإن وجود نفاثات الماء المفترضة في أوروبا لا يزال غير مؤكد.
اكتشفت المركبة الفضائية جاليليو، التي قامت بدراسة كوكب المشتري وأقماره بين عامي 1995 و2003، المحيط تحت الجليدي لأوروبا، لكنها فعلت ذلك بشكل غير مباشر من خلال بيانات مقياس المغناطيسية. لم تكتشف المركبة الفضائية نفاثات مائية على القمر - لكنها لم تكن مصممة للبحث عن مثل هذه الظواهر على الإطلاق، والأكثر من ذلك، كانت معداتها العلمية قديمة جدًا وتعتمد على تكنولوجيا تعود إلى السبعينيات.
بعد أن اكتشفت كاسيني نفاثات مائية في إنسيلادوس، أراد باحثو ناسا معرفة ما إذا كانت هذه الظاهرة موجودة أيضًا في أوروبا. استخدم الباحثون قدرة المراقبة فوق البنفسجية لتلسكوب هابل الفضائي لمحاولة التعرف على نفاثات الماء.
وقد أسفرت عمليات الرصد حتى الآن عن عدد من الصور التي تظهر علامات قد تكون نفاثات الماء المرغوبة، على الرغم من أن الباحثين ما زالوا غير متأكدين تمامًا، حيث إن عمليات الرصد دفعت قدرات التلسكوب الفضائي إلى الحد الأقصى.
وتمت المراقبة الجديدة في عام 2016، وتنبع أهميتها من حقيقة أن التدفق المائي المفترض الذي رصده هابل ينفجر في نفس المنطقة بالضبط من القمر حيث تم اكتشاف تدفق مماثل في عام 2014. وسبق أن تمت مراقبة هذه المنطقة من القمر عن كثب بواسطة مركبة الفضاء غاليليو، التي اكتشفت أنها أكثر سخونة من المناطق المحيطة بها. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء المراقبتين من زوايا مختلفة بواسطة هابل، لذلك تمكن الباحثون من استبعاد احتمال أن يكون مصدر المراقبة بسبب مشكلة ما في التلسكوب. كل هذه الأمور مجتمعة تعزز بشكل كبير فرضية الباحثين القائلة بأن هذا هو بالفعل تيار من الماء يخترق الطبقة الجليدية الخارجية للقمر.
ورغم أن الاكتشافين الجديدين لا يجعلان من الممكن تحديد ما إذا كانت الحياة موجودة بالفعل في تلك العوالم البعيدة، إلا أنهما يعززان احتمال أن تكون بيئتهما مناسبة للحياة. وتقوم وكالة ناسا حاليا بتطوير سفينة الفضاء "كليبر". لاستكشاف القمر أوروبا، والذي سيتم إطلاقه في النصف الأول من العقد المقبل. إذا كانت نفاثات الماء موجودة بالفعل على أوروبا، فإنها ستسمح للمركبة الفضائية بأخذ عينات مباشرة من تكوين محيطها تحت الجليدي. اكتشاف الهيدروجين على إنسيلادوس يعزز احتمال وجود بيئة داعمة للحياة على القمر ويعزز إمكانية إرسال مهمة متابعة محتملة إلى كاسيني التي ستنهي حياتها هذا العام الغوص في جو كوكب المشتري. يمكن اختيار مثل هذه المهمة في الإطار المنافسة على المهمة التالية في برنامج "الآفاق الجديدة". ناسا، الذي يفتتح هذا العام. سيتم اختيار الفائز بالمسابقة في عام 2019 ومن المحتمل أن يتم إطلاقها في عام 2025.
للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:
