أظهرت دراسة جديدة أن إعادة تكوين الظروف الجوية على تيتان، أكبر أقمار زحل، في أسطوانات زجاجية صغيرة من قبل العلماء يمكن أن يساعد في فهم الظروف التي قد تقود لنشأة الحياة بشكل أفضل.

وذكرت صحيفة "الإندبندنت" البريطانية أن تيتان، مثل الأرض، لها غلاف جوي كثيف ودورات طقس موسمية، ولكن بتركيبة كيميائية ومعدنية مختلفة، وفقًا للباحثين ، بما في ذلك من جامعة "ثاوثرن ميثولوجيست"  في دالاس، تكساس.

وكشفت الأبحاث السابقة، عقب مهمة كاسيني-هيغنز التي قامت بها ناسا في 1997-2017 لدراسة زحل وأقماره، أن تيتان لديها غلاف جوي كثيف يتكون من النيتروجين ولمسة من الميثان.

وأظهرت بيانات البعثة أن القمر هو الجسم الوحيد في الفضاء، باستثناء الأرض، مع تجمعات ثابتة من السوائل السطحية والجزيئات العضوية التي تعمل كمختبر طبيعي لدراسة الظروف التي ربما نشأت فيها الحياة.

ويتوقع الباحثون أن يتفاعل النيتروجين والميثان الموجودان في الغلاف الجوي لتيتان لإنتاج جزيئات عضوية ذات أحجام وتعقيدات مختلفة تحت تأثير طاقة الشمس والمجال المغناطيسي لزحل والإشعاعات الأخرى القادمة من الفضاء.

وأشار الباحثون إلى أن هذا قد يوفر فرصة لفهم أنواع الظروف التي تفضل تكوين جزيئات عضوية سابقة للحياة في عوالم أخرى غير الأرض.

ووفقًا للدراسة الحالية، التي تم قُدمِت نتائجها في اجتماع الخريف للجمعية الكيميائية الأمريكية، كشف العلماء عن الخصائص الأساسية لجزيئين عضويين يعتقد أنهما موجودان كمعادن على تيتان.

وقال تومسي رونسيفسكي، الباحث الرئيسي في المشروع، في بيان: "الجزيئات العضوية البسيطة السائلة على الأرض عادة ما تكون بلورات معدنية جليدية صلبة على تيتان بسبب درجات الحرارة المنخفضة للغاية، التي تصل إلى -290 فهرنهايت".

وقال العلماء، بناءً على تحليلهم، إن الجزيئين - الأسيتونيتريل (ACN) والبروبيونيتريل (PCN)- من المحتمل أن يكونا وافرين في تيتان في شكل بلوري في الغالب ينتج عنه "أسطح نانو قطبية للغاية".

وقالوا إن مثل هذه الأسطح يمكن أن تكون بمثابة قوالب للتجميع الذاتي للجزيئات العضوية الأخرى التي يمكن أن تكون مقدمة لتشكيل الحياة.

وقال الدكتور رونسيفسكي: "في المختبر، أعدنا تهيئة الظروف على تيتان في أسطوانات زجاجية صغيرة".

وأضاف: "عادةً ما نقوم بإدخال الماء، الذي يتجمد في الجليد بينما نخفض درجة الحرارة لمحاكاة الغلاف الجوي لتيتان. نحن نتفوق على ذلك مع الإيثان، الذي يصبح سائلًا، يحاكي بحيرات الهيدروكربون التي وجدتها كاسيني هيغنز ".
كجزء من البحث، أضاف العلماء النيتروجين إلى الأسطوانة وأدخلوا ACN و PCN لمحاكاة هطول الأمطار في الغلاف الجوي.

ثم غيروا درجات الحرارة قليلًا لتقليد تقلبات درجة الحرارة على سطح تيتان ودرسوا بلورات الجزيئات المتكونة باستخدام أدوات تحليلية مختلفة.

وقال الدكتور رونسيفسكي: "كشف بحثنا الكثير عن هياكل جليد الكواكب التي لم تكن معروفة من قبل. فعلى سبيل المثال، وجدنا أن شكل بلوري واحد من PCN لا يتمدد بشكل موحد على طول أبعاده الثلاثة، وأوضح أن تيتان يمر بتقلبات في درجات الحرارة، وإذا كان التمدد الحراري للبلورات غير منتظم في جميع الاتجاهات، فقد يتسبب في تشقق سطح القمر ".

وتتمثل خطة الباحثين التالية في إعداد مجموعات وخلائط مختلفة للمركبين، وتحليل خصائصهما ومقارنتها بمكتبة البيانات التي تم جمعها خلال المهمة.

ويأمل الباحثون، بناءًا على النتائج اللاحقة، في فهم التركيب المعدني على تيتان، والذي قد يوفر رؤى قيمة لمهمة قادمة إلى قمر زحل من قبل وكالة ناسا، والتي ستنطلق في عام 2027.