حیات در تایتان؟

Catherine Weselby,Jia-Rui Cook
برگردان: احسان سنایی

چندی پیش، دو پژوهش نوین بر اساس داده‌های جمع‌آورده توسط کاوشگر آمریکایی کاسینی؛ فعل‌وانفعالات شیمیایی مرموز و پیچیده‌ی در حال جریان بر سطح قمر غول‌پیکر «تایتان» را زیر ذره‌بین تیزبین خود قرار داده‌‌اند.

هرچند احتمالات غیربیولوژیک، یکی از تفاسیر ممکن برای توجیه ماهیت این رویدادها را ارائه می‌کنند؛ اما برخی هم معتقدند این نشانه‌های شیمیایی، آبستن بحثی دراز پیرامون نوعی از حیات نخستین و بیگانه، یا وجود پیش‌مواد زیستی بر سطح تایتان، بزرگ‌ترین قمر سیاره‌ی زحل است. طبق یک فرضیه از سوی اخترزیست‌شناسان، این نشانه‌ها دو شرط حائز اهمیت و لازم برای وجود یک حیات فرضی و متان‌محور در این سرزمین مه‌آلود را ارائه می‌دهند.

کشف کاملاً راه‌نمایی که هم‌اکنون مقاله‌اش در وبسایت نشریه‌ی علمی «ایکاروس» انتشار یافته، نشان می‌دهد که مولکول‌های هیدروژن از میان جو تایتان، چونان باران به‌سوی سطح‌اش روان‌اند و در نزدیکی اتمام این مسیر، از نظر غایب می‌شوند. پژوهش دیگری که هم‌اکنون بر وب‌سایت «نشریه‌ی پژوهش‌های ژئوفیزیکی» نیز منتشر شده، پس از ترسیم طرحی از الگوی پراکنش هیدروکربن‌ها بر سطح این قمر، فقدان جریان پایین‌‌رونده‌ی «استیلن» (HC2H) را هم به همین منوال تشخیص داده است.

نمایی بسته از قمر مه‌آلود تایتان از دید دوربین کاوشگر کاسینی. تایتان، تنها قمر منظومه‌ی شمسی است که جو مستقل دارد و این جو چنان ضخیم است که فقط از طریق امواج کم‌انرژی فروسرخ می‌توان از میان‌اش نفوذ کرد و به تماشای رودها و دریاچه‌های متان‌اش نشست / عکس از ناسا / JPL

از آنجاکه به‌گفته‌ی دکتر «کریس مک‌کی»، اخترزیست‌شناسی از پایگاه پژوهشی ایمس (Ames) ناسا که پیش از این در سال ۲۰۰۵، مجموعه‌شرایط لازم برای بقای چنین نوعی از حیات بیگانه را بر سطح تایتان ارائه داده بود، احتمالاً استیلن بهترین منبع انرژی این موجودات است و نتیجتاً ناپدید گشتن غیرمنتظره‌ی این ترکیب شیمیایی از دید اخترزیست‌شناسان حائز اهمیت فراوانی است. یک تفسیر از این پدیده، مصرف شدن هیدروکربن‌ها به‌عنوان غذای‌شان است.

اما به‌گفته‌ی مک‌کی، از آنجاکه در همه‌ی سازوکارهای‌ پیشنهادی‌اش درباره‌ی این حیات، هیدروژن حضور دائمی داشته؛ ناتمام ماندن جریان فرودی هیدروژن، در قیاس با جریان استیلن از اهمیت بیشتری برخوردار است. او می‌گوید:

«ما بدین‌سبب مصرف هیدروژن را پیشنهاد دادیم، که به همان ترتیبی که ما در زمین به اکسیژن وابسته‌ایم؛ در تایتان نیز این گاز کاملاً مشهودی برای مصرف حیات احتمالی‌اش به شمار می‌رود. اگر رابطه‌ی این علائم با حیات آشکار شود؛ جذابیت این کشفیات هم دوچندان خواهد شد، چراکه نمایان‌گر وجود نوع دومی از حیات؛ مستقل از حیات آب‌محور زمین ماست.»

تا به امروز حیات متان‌محور، فقط در حد فرضیه بوده. دانشمندان چنین نوعی از حیات را هیچ‌کجا ندیده‌اند؛ هرچند در همین زمین میکروب‌های آبزی‌ اما وابسته به متان هستند و یا این گاز را دفع می‌کنند. در تایتان که دما در حدود منهای ۲۹۰ درجه‌ی فارنهایت (۱۴۳- درجه‌ی سلسیوس) است، یک ارگانیسم متان‌محور نه از آب؛ که از ماده‌‌ی مایع دیگری به‌عنوان محیط زیست‌اش بهره خواهد بُرد.

آب در سطح تایتان یخ‌بسته‌ است و طبعاً سردتر از آن‌که قادر به پشتیبانی از حیاتی که ما می‌شناسیم، باشد. فهرست مایعات موجود در این سرزمین هم بسیار کوتاه است: متان مایع، و دیگر مولکول‌های وابسته بدان همچون اتان. هرچند آب مایع، اساساً ضرورتی برای حیات محسوب می‌شود؛ اما گمانه‌زنی‌های گسترده‌ای هم در نشریات علمی به چاپ رسیده که این مؤلفه را لازمه‌ای اکید نمی‌داند.

تنها تصویر موجود از سطح قمر تایتان که در زمستان ۲۰۰۴، توسط سطح‌نشین اروپایی هویگنس تهیه گردید. هویگنس، تنها به‌مدت حدود ۲ ساعت دوام آورد و در این مدت اطلاعات گرانبهایی از محیط این قمر را غیرمستقیم به زمین مخابره کرد. رنگ عکس، واقعی بوده و گویای غبار سنگینی حاصل از بادهای همیشه‌ی آکنده از هیدروکربن‌ها؛ خصوصاً متان، در جو این قمر است. ظاهر سنگ‌ها نیز که کمتر گوشه‌ی تیز و برنده‌ای در آن‌ها به چشم می‌خورد، گویای فرسایش بادی شدید است. برخی معتقدند هاله‌ی محو درخشانی که در گوشه‌ی پایین، سمت چپ تصویر دیده می‌شود، مبین فرورفتن سطح‌نشین در متان مایع است؛ اما با وجود دیگر تصاویری از این قمر که وجود دریاچه‌های وسیع متان مایع را تأیید می‌کند، هیچ مدرکی تاکنون دال بر فرود هویگنس در متان مایع به‌دست نیامده است / عکس از ناسا / JPL

کشفیات اخیری که در اینجا ذکرشان رفت، هماهنگ با اوضاعی‌اند که به‌وجود‌آورنده‌ی حیات متصوّر دانشمندان است؛ اما دکتر «درل استروبل» از دانشمندان میان‌رشته‌ای کاوشگر کاسینی در دانشگاه جان هاپکینز که نویسنده‌ی یکی از این مقالات است؛ قاطعانه وجود حیات را تأیید نمی‌کند. استروبل که به بررسی جو فوقانی زحل و تایتان مشغول است؛ طی مقاله‌ی جدیدش، داده‌های به‌دست‌آمده از «طیف‌سنج ترکیبی فروسرخ» و «طیف‌سنج جرمی یونیزه و خنثی» مستقر بر ماهواره‌ی کاسینی را مورد بررسی قرار داد.

این مقاله به شرح غلظت هیدروژن در اجزای متفاوت از جو و سطح تایتان می‌پردازد. طبق مدل‌های پیشین، مولکول‌های هیدروژن، محصول شکستگی مولکول‌های متان و استیلن توسط پرتو فرابنفش خورشید در لایه‌های فوقانی جو تایتان‌اند و بایستی که توزیع‌شان در لایه‌های متفاوت جو، هماهنگ بوده باشد. حال‌آنکه استروبل اختلافاتی را در غلظت هیدروژن یافت که به جریان پایین‌رونده‌ای از این گاز سبُک به‌سوی سطح قمر، با نرخ ده‌هزار تریلیون، تریلیون مولکول در ثانیه می‌انجامد. این میزان، تقریباً معادل نرخ فرار مولکول‌ها از جو فوقانی است.

او می‌گوید: «مثل این است که شلنگی داشته باشید و هیدروژن را از آن به پایین بپاشانید؛ اما ناپدید شود. من از آنجا که هیدروژنِ مولکولی موجود در جو، سبک، شناور و به‌شدت از حیث شیمیایی بی‌اثر است؛ انتظار چنین نتیجه‌ای را نداشتم. این [مولکول‌ها] بایستی که بر فراز جو شناور بمانند و [در نهایت] بگریزند». استروبل چندان معتقد به گیرافتادن هیدروژن در یک غار و یا فضایی زیرزمینی در تایتان هم نیست تا شاید بتوان علت فقدان نابه‌هنگام‌اش را این‌گونه توجیه نمود.

نقشه‌برداری از توزیع هیدروکربن‌ها در تایتان که به سرپرستی دکتر «راجر کلارک»؛ از گروه دانشمندان کاوشگر کاسینی و نیز عضو «سازمان نقشه‌برداری زمینی ایالات متحده» (USGS) انجام پذیرفت، از داده‌های «طبف‌سنج نقشه‌بردار فروسرخ و مرئی» مستقر بر کاوشگر کاسینی بهره برد. دانشمندان در این پژوهش انتظار پوششی از جنس استیلن را بر سطح تایتان داشتند که به‌واسطه‌ی برهم‌کنش نور آفتاب با ترکیبات شیمیایی جو این قمر ایجاد شده و بر سطح‌اش می‌بارد؛ اما کاسینی هیچ استیلنی را بر سطح تایتان نیافت.

تصویری فروسرخ از تایتان که در آن وجود قاره‌ها و دریاهای هیدروکربن به وضوح مشخص است. این تصویر را کاوشگر کاسینی تهیه کرده است / ناسا / JPL

علاوه بر این، طیف‌سنج کاسینی موفق به تشخیص فقدان یخ‌آب و در عوض انبوهی از «بَنزن» و ماده‌ای دیگر که به‌نظر از ترکیبات ارگانیک، اما ناشناخته‌ است؛ بر سطح این قمر شد. این کشفیات، دانشمندان را به باور شکست سخت ترکیبات ارگانیک از یخ‌آبی که بستر سخت تایتان را با پوشش نازکی از هیدروکربن‌ها به ضخامت دست‌کم چند میلیمتر تا چند سانتیمتر تشکیل داده، واداشت. این یخ حتی با وجود جریانات سراسری اتان و متان مایع بر سطح تایتان که به انباشت دریاچه‌ها و دریاهای وسیع می‌انجامد (درست همان‌گونه که آب بر روی زمین می‌کُند) نیز همچنان پوشش‌اش بر سطح قمر را حفظ می‌کند. کلارک می‌گوید:

«فعل‌وانفعالات جوی تایتان که ناپایداری ترکیبات آلی مستقر در جو و در نتیجه سقوط باران‌وارشان را موحب می‌شود، آنچنان است که حتی با وجود جریانات متان و اتان مایع [از جانب آسمان تایتان]، که مدام غشای آلی‌ سطح این قمر را می‌شویند؛ این غشا به‌سرعت بازیافته می‌شود. این همه، نشان از پویایی تایتان می‌دهد؛ سرزمینی که فعل‌وانفعالات شیمیایی آلی هم‌اکنون در آن در جریان است.» به‌گفته‌ی دکتر «مارک آلن»؛ پژوهش‌گر ارشد تیم تایتان در مؤسسه‌ی اخترزیست‌شناسی ناسا، فقدان مقادیر قابل تشخیص استیلن بر سطح تایتان، آشکارا توجیهی غیرزیستی هم می‌تواند داشته باشد.

وی می‌گوید که یک احتمال‌اش این است که نور آفتاب یا پرتوهای کیهانی، استیلن موجود در هواویز (ایروسل)های یخی جو این قمر را به مولکول‌هایی پیچیده‌تر، که عملاً بی‌هیچ نشانی از استیلن بر سطح قمر فرود می‌آیند، تبدیل می‌کند. او در ادامه می‌افزاید: «طبق محافظه‌گرائی علمی، توجیهات زیستی بایستی که پس از همه‌ی توجیهات غیرزیستی، به‌عنوان انتخاب نهایی لحاظ شود. ما برای رد دلایل غیرزیستی موجود، هنوز کار زیادی داریم.

احتمال اینکه یک فرآیند شیمیایی از نوع غیرزیستی (مثلاً واکنش‌هایی که در آن کاتالیزورهای معدنی حضور دارند)، بتواند این نتایج را توجیه کند، بیشتر است. دکتر «لیندا اسپیلکر»؛ از دانشمندان تیم علمی کاسینی در پایگاه پژوهشی JPL ناسا می‌گوید:

«این نتایج جدید، اعجاب‌آور و مهیج‌اند. کاسینی پروازهای بسیار بیشتری را از فراز تایتان خواهد داشت که می‌تواند به ما در فهم آنچه که بر سطح قمر رخ می‌دهد، یاری دهد.»

منبع: NASA