محققان بر این باورند که ساختارهای حبابی‌شکل (وزیکول‌ها) می‌توانند در دریاچه‌های هیدروکربنی تایتان تشکیل شوند، که این مسئله مسیر جدیدی را برای پیش‌سازهای حیات نشان می‌دهد و امکان شکل‌گیری حیات در نقاط دیگر منظومه شمسی را افزایش می‌دهد.
تایتان، به غیر از زمین، تنها جایی در منظومه شمسی است که دارای مایعات پایدار در سطح خود است. با این حال، این دریاچه‌ها و دریاها از آب تشکیل نشده‌اند، بلکه از هیدروکربن‌های مایع مانند اتان و متان پر شده‌اند.
در زمین، وجود آب مایع یک عامل کلیدی در پیدایش حیات به شکلی که ما می‌شناسیم، در نظر گرفته می‌شود. این موضوع باعث شده بسیاری از زیست‌شناسان فضایی این سوال را مطرح کنند که آیا محیط غنی از هیدروکربن تایتان، نیز می‌تواند امکان تشکیل مولکول‌های اساسی حیات را فراهم کند؟ این مولکول‌ها ممکن است برای حیات به شکلی که برای ما آشناست، یا به شکلی کاملاً متفاوت، ضروری باشند.
نحوه تشکیل وزیکول‌ها در محیط‌های زمینی
یک مطالعه جدید از ناسا که در International Journal of Astrobiology منتشر شده، راه احتمالی تشکیل وزیکول‌های پایدار را در تایتان، بر اساس دانش فعلی از ترکیب شیمیایی و جو این قمر، توضیح می‌دهد. تشکیل این ساختارهای بسته‌شده، یک گام کلیدی به سوی تولید بلوک‌های سازنده سلول‌های زنده (یا پروتو سلول‌ها) محسوب می‌شود.
این سازوکار پیشنهادی بر روی مولکول‌هایی به نام آمفیفیل‌ها متمرکز است. این مولکول‌ها در شرایطی خاص به صورت خودبه‌خودی خود را به وزیکول‌ها تبدیل می‌کنند. در زمین، این مولکول‌های قطبی از دو بخش مجزا تشکیل شده‌اند: یک بخش آب‌گریز (hydrophobic) و یک بخش آب‌دوست (hydrophilic). در محیط‌های آبی، آن‌ها می‌توانند به صورت خوشه‌ای به شکل‌های کروی شبیه به حباب‌های صابون در بیایند. در این کره‌ها، بخش‌های آب‌دوست به سمت بیرون قرار می‌گیرند تا با آب اطراف تعامل کنند، در حالی‌که بخش‌های آب‌گریز در داخل پنهان می‌شوند. در شرایط مناسب، دو لایه از این مولکول‌ها می‌توانند به هم پیوسته و یک غشای دولایه تشکیل دهند که یک کره شبیه به سلول ایجاد می‌کند و قطره‌ای از آب را در داخل خود حبس می‌کند.
برای تایتان، محققان مجبور بودند این مفهوم را با محیطی که به شدت با شرایط زمین اولیه متفاوت است، تطبیق دهند.
تایتان، بزرگترین قمر زحل و دومین قمر بزرگ در منظومه شمسی، تنها قمری است که جوی متراکم و قابل توجه دارد.
برای قرن‌ها، مه طلایی و غلیظ تایتان سطح آن را پوشانده بود و اطلاعات زیادی درباره آن در دسترس نبود. این وضعیت در سال ۲۰۰۴ تغییر کرد، زمانی‌که فضاپیمای کاسینی ناسا وارد منظومه زحل شد و درک علمی ما از این قمر را به طور چشمگیری متحول کرد.
آب و هوای پیچیده و شیمی آلی در تایتان
کاسینی نشان داد که تایتان دارای یک سیستم آب و هوایی پویاست که تا امروز سطح آن را شکل می‌دهد. جو این قمر عمدتاً از نیتروژن تشکیل شده و بخش قابل‌توجهی از آن را متان (CH4) تشکیل می‌دهد. این متان به ابر تبدیل شده و باران تولید می‌کند که به سطح می‌بارد، کانال‌های رودخانه را شکل می‌دهد و به فرسایش کمک می‌کند و در نهایت در دریاچه‌ها و دریاها جمع می‌شود. زیر نور خورشید، مایعات دوباره تبخیر شده و به جو باز می‌گردند و دوباره ابرها را تشکیل می‌دهند.
این چرخه آب و هوایی، واکنش‌های شیمیایی پیچیده‌ای را نیز به دنبال دارد. انرژی خورشیدی مولکول‌هایی مانند متان را تجزیه می‌کند و قطعات حاصل دوباره ترکیب شده و ترکیبات آلی پیچیده‌تری را می‌سازند. بسیاری از زیست‌شناسان فضایی معتقدند که این فرآیندها می‌توانند بینش‌های ارزشمندی درباره نحوه پیدایش و توسعه مولکول‌های اساسی حیات در زمین اولیه فراهم کنند.
این مطالعه جدید به بررسی این موضوع پرداخته که چگونه وزیکول‌ها ممکن است در شرایط بسیار سرد دریاچه‌ها و دریاهای هیدروکربنی تایتان شکل بگیرند. تمرکز این پژوهش بر روی قطرات اسپری دریایی است که در اثر پاشش قطرات باران به بالا پرتاب می‌شوند. در تایتان، هم قطرات اسپری و هم سطح دریا می‌توانند با لایه‌هایی از آمفیفیل‌ها پوشیده شوند. اگر یک قطره روی سطح یک دریاچه فرود آید، دو لایه آمفیفیل با هم ترکیب شده و یک وزیکول دولایه تشکیل می‌دهند که قطره اصلی را در داخل خود حبس می‌کند. با گذشت زمان، بسیاری از این وزیکول‌ها در سراسر دریاچه پخش می‌شوند و با یکدیگر تعامل و رقابت می‌کنند، فرآیندی تکاملی که می‌تواند به پیدایش پروتو سلول‌های اولیه منجر شود.
اهمیت این کشف برای درک ریشه حیات
اگر این مسیر پیشنهادی واقعاً در حال رخ دادن باشد، درک ما از شرایطی که ممکن است حیات در آن‌ها شکل بگیرد را افزایش خواهد داد.
کنور نیکسون از مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت، مریلند، توضیح می‌دهد:
وجود هرگونه وزیکول در تایتان، نشان‌دهنده افزایش نظم و پیچیدگی است که شرایط لازم برای ریشه حیات هستند. ما از این ایده‌های جدید هیجان‌زده هستیم زیرا می‌توانند مسیرهای جدیدی را در تحقیقات تایتان بگشایند و ممکن است نحوه جستجوی حیات در تیتان را در آینده تغییر دهند.
اولین مأموریت ناسا به تایتان، کاوشگر دراگون‌فلای (Dragonfly) است که یک روتورکرفت (هواگرد بالگردان) بوده و سطح این قمر زحل را کاوش خواهد کرد. اگرچه دریاچه‌ها و دریاهای تایتان مقصد این مأموریت نیستند (و این مأموریت ابزار لازم برای شناسایی این وزیکول‌ها را ندارد)، دراگون‌فلای از مکانی به مکان دیگر پرواز خواهد کرد تا ترکیب سطح این قمر را بررسی کرده، اندازه‌گیری‌های جوی و ژئوفیزیکی انجام دهد و میزان قابل سکونت بودن محیط تایتان را مشخص کند.
منبع: Scitechdaily
