کشف منشا حیات روی یک سیارک
به گزارش نیچر، مدت‌ها تصور می‌شد که سیارک‌ها که در کمربند بین مریخ و مشتری قرار دارند؛ اجسام سنگی هستند که به دلیل فاصله کمی که از خورشید دارند نمی‌توانند حاوی آب باشند. ولی در مقابل، دنباله‌دارها، که خیلی دورتر از نپتون شکل می‌گیرند، سرشار از یخ هستند، یخی که هنگام نزدیک شدن دنباله‌دار به خورشید، سبب تشکیل دنباله‌ای از گازهای تبخیر شده و گرد و غبار در پشت سر دنباله‌دار میشود. ولی، به گفته اندرو ریوکین از اخترشناسان آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز در لورل مریلند، این تمایز در سال 2006 و با کشف اجسام کوچکی در کمر بند سیارکی با دنباله‌هایی شبیه دنباله‌دارها، به چالش کشیده شد.
برای بررسی ترکیب این «سیارک‌های دنباله‌دار»، ریوکین و همکارش جاشوا امری از دانشگاه تنسی در ناکسویل، تلسکوپ فروسرخ موناکی در هاوایی را به سوی سیارک 24 Themis چرخاندند؛ که جسم مادری بود که از آن دو سیارک کوچک‌تر دنباله‌دار مانند مشاهده شده در سال 2006 جدا شده بودند. امری و ریوکین در طول 6 سال 7 بار طیف تمیس 24 را اندازه گیری کردند، و هر بار قسمت متفاوتی از سطح سیارک را بررسی کردند. خود تمیس به گروهی از سیارک‌ها تعلق دارد که مدت‌ها پیش از این و در اثر شکست یک سیارک بزرگ‌تر تشکیل شدند.
آنها نواری را در طیف جذبی نور بازتابیده شده از سطح آن یافتند که نشان دهنده وجود دانه‌های پوشیده شده با یخ بود، افزون بر آن نشانه‌هایی از اتصالات کربن- هیدروژنی را یافتند که نشان دهنده وجود مواد آلی است.
ریوکین می‌گوید: «اخترشناسان با این روش، دهها سیارک را بررسی کرده بودند، ولی این اولین باری است که ما یخ و مواد آلی را روی سطح سیارک پیدا می‌کنیم».
نتیجه به طور مستقل توسط گروهی به رهبری هومبرتو کمپینز از دانشگاه فلوریدا در اورلاندو تایید شد. او و همکارانش در یک شب به مدت 7 ساعت تمیس 24 را مشاهده کردند، یعنی به مدت یک دور کامل سیارک به دور محور خود. کمپینز می‌گوید: «ما سیاره را تقریبا از هر زاویه ممکن مشاهده کردیم و به طور کامل آن را بررسی کردیم». او و گروهش نیز نتایج تحقیق خود را در هفته جاری در نیچر منتشر کردند.
ژولی کاستیلو روگز، اخترشناسی از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا این یافته‌ها را «سترگ» توصیف می‌کند. او می‌گوید: «این پاسخی است به سوالی قدیمی در مورد این که آیا در کمربند سیارکی آب وجود دارد یا خیر؟»
اختلال یخی
از آنجا که تمیس 24 تنها 479 میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد (فقط سه برابر فاصله زمین از خورشید!)، این شگفت انگیز است که یخ روی سطح آن تبخیر نشده است. گمان هر دو گروه این است که شاید یخ بیشتری زیر سطح سیارک پنهان باشد، که در معرض نور خورشید قرار ندارد، و این که این یخ به آرامی و در اثر برخورد سیارک با اجسام کوچک داخل کمربند به سطح می‌آید، و جایگزین یخ تبخیر شده قبلی میشود. این یافته‌ها نظریه‌ای را تقویت می‌کند که بیان می‌دارد که سیارک‌ها و دنباله‌دارها منشا آب و مواد آلی رو ی سطح زمین هستند. به گفته کمپینز، ژئوشیمیدان‌ها فکر می‌کنند که زمین در روزهای اولیه خود در حالت گداخته و مذاب بود، در نتیجه هیچ مولکول آلی نمی‌توانست در آن شکل بگیرد، در نتیجه مواد آلی جدید باید در زمانی بعد از سرد شدن سیاره به آن آمده باشند. او می‌گوید: «به عقیده من یافته ما به منشا حیات در روی زمین ارتباط دارد». ولی دامنه تاثیرات این یافته از منظومه شمسی هم بیرون می‌رود. به گزارش پاپ‌ساینس، امری می‌گوید: «اکنون مشخص شده که هنگام تشکیل منظومه شمسی، یخ تا کمربند سیارکی هم پیش رفته است. با گسترش این دیدگاه جدید به مدارهای سیاره‌ای حول ستارگان، می‌توان احتمال داد که قطعات بنیادین حیات (آب و مواد آلی) شاید در نزدیکی منطقه قابل زیست هر ستاره‌ای، معمول‌تر از آن چیزی باشند که ما فکر می‌کنیم. به گفته کاستیلو روگز، برای ارزیابی باورپذیری این سناریو، اخترشناسان باید تعیین کنند که آیا ساختار تمیس 24 مانند عموم دیگر سیارک‌ها است یا نه، اگر چنین است، آنها دقیقا چه چیزهایی دارند. یک اولویت باید این باشد که به دنبال یخ در سیارک‌های نزدیک زمین بگردند، کاری که می‌توان با استفاده از ماموریت‌های برنامه ریزی شده روباتی و انسانی ناسا انجام داد. «اگر ما نمونه‌های یخ را که حاوی نسبت مشابهی از دوتریوم (هیدروژن سنگین تشکیل شده از یک نوترون و یک پروتون) در مقایسه با آب روی زمین هستند پیدا کنیم، این می‌تواند مدرک محکمی باشد». ولی، ریوکین به این احتمال هم اشاره می‌کند که شاید هم تمیس 24 یک عضو معمول کمربند سیارکی نباشد؛ می‌تواند یک جرم بیرونی باشد که به همراه دنباله‌دارها از آن سوی نپتون آمده است، و در این کمربند گیر کرده است. اگر اینگونه باشد، این می‌تواند به خوبی با مدل تکاملی "Nice model" منظومه شمسی انطباق داشته باشد. این مدل که در سال 2005 ارائه شد، ادعا می‌کند که سیاره‌های بزرگ (مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون) و سیارک‌ها بعد از شکل گیری به مدار فعلی خود مهاجرت کرده‌اند. حتی اگر هم اینگونه باشد، به گفته ریوکین: «نگهداشتن تصویر قدیمی منظومه شمسی که در آن سیارک‌ها از سنگ هستند و دنباله‌دارها هم از جنس یخ، هر روز سخت‌تر میشود». نتایج این پژوهش در آستانه کنفرانس دوسالانه علوم زیست اخترشناسی در نزدیکی هوستون منتشر شده است. استیو اسکویرز، یک اخترشناس از دانشگاه کرنل در ایتاکا، اشاره می‌کند که این یافته می‌تواند علاقه به فرود بر روی یک سیارک در ماموریت‌های فضایی آتی را بیشتر کند. اسکویرز در جریان یک تله‌کنفرانس ناسا در هفته گذشته گفت: «ما مشخصا باور داریم که در دسترس بودن آب و مواد آلی، شرایط لازم برای منشا حیات و بقا محسوب میشوند. ما باید به جایی برویم که داده‌ها ما را به آن هدایت می‌کنند». احتمالا حتی استیون هاوکینگ هم به رغم هشدارهای تازه‌اش در مورد مخاطرات حیات در خارج از منظومه شمسی، با این کار موافق خواهد بود.
از آنجا که تمیس 24 تنها 479 میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد (فقط سه برابر فاصله زمین از خورشید!)، این شگفت انگیز است که یخ روی سطح آن تبخیر نشده است. گمان هر دو گروه این است که شاید یخ بیشتری زیر سطح سیارک پنهان باشد، که در معرض نور خورشید قرار ندارد، و این که این یخ به آرامی و در اثر برخورد سیارک با اجسام کوچک داخل کمربند به سطح می‌آید، و جایگزین یخ تبخیر شده قبلی میشود. این یافته‌ها نظریه‌ای را تقویت می‌کند که بیان می‌دارد که سیارک‌ها و دنباله‌دارها منشا آب و مواد آلی رو ی سطح زمین هستند. به گفته کمپینز، ژئوشیمیدان‌ها فکر می‌کنند که زمین در روزهای اولیه خود در حالت گداخته و مذاب بود، در نتیجه هیچ مولکول آلی نمی‌توانست در آن شکل بگیرد، در نتیجه مواد آلی جدید باید در زمانی بعد از سرد شدن سیاره به آن آمده باشند. او می‌گوید: «به عقیده من یافته ما به منشا حیات در روی زمین ارتباط دارد». ولی دامنه تاثیرات این یافته از منظومه شمسی هم بیرون می‌رود. به گزارش پاپ‌ساینس، امری می‌گوید: «اکنون مشخص شده که هنگام تشکیل منظومه شمسی، یخ تا کمربند سیارکی هم پیش رفته است. با گسترش این دیدگاه جدید به مدارهای سیاره‌ای حول ستارگان، می‌توان احتمال داد که قطعات بنیادین حیات (آب و مواد آلی) شاید در نزدیکی منطقه قابل زیست هر ستاره‌ای، معمول‌تر از آن چیزی باشند که ما فکر می‌کنیم. به گفته کاستیلو روگز، برای ارزیابی باورپذیری این سناریو، اخترشناسان باید تعیین کنند که آیا ساختار تمیس 24 مانند عموم دیگر سیارک‌ها است یا نه، اگر چنین است، آنها دقیقا چه چیزهایی دارند. یک اولویت باید این باشد که به دنبال یخ در سیارک‌های نزدیک زمین بگردند، کاری که می‌توان با استفاده از ماموریت‌های برنامه ریزی شده روباتی و انسانی ناسا انجام داد. «اگر ما نمونه‌های یخ را که حاوی نسبت مشابهی از دوتریوم (هیدروژن سنگین تشکیل شده از یک نوترون و یک پروتون) در مقایسه با آب روی زمین هستند پیدا کنیم، این می‌تواند مدرک محکمی باشد». ولی، ریوکین به این احتمال هم اشاره می‌کند که شاید هم تمیس 24 یک عضو معمول کمربند سیارکی نباشد؛ می‌تواند یک جرم بیرونی باشد که به همراه دنباله‌دارها از آن سوی نپتون آمده است، و در این کمربند گیر کرده است. اگر اینگونه باشد، این می‌تواند به خوبی با مدل تکاملی "Nice model" منظومه شمسی انطباق داشته باشد. این مدل که در سال 2005 ارائه شد، ادعا می‌کند که سیاره‌های بزرگ (مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون) و سیارک‌ها بعد از شکل گیری به مدار فعلی خود مهاجرت کرده‌اند. حتی اگر هم اینگونه باشد، به گفته ریوکین: «نگهداشتن تصویر قدیمی منظومه شمسی که در آن سیارک‌ها از سنگ هستند و دنباله‌دارها هم از جنس یخ، هر روز سخت‌تر میشود». نتایج این پژوهش در آستانه کنفرانس دوسالانه علوم زیست اخترشناسی در نزدیکی هوستون منتشر شده است. استیو اسکویرز، یک اخترشناس از دانشگاه کرنل در ایتاکا، اشاره می‌کند که این یافته می‌تواند علاقه به فرود بر روی یک سیارک در ماموریت‌های فضایی آتی را بیشتر کند. اسکویرز در جریان یک تله‌کنفرانس ناسا در هفته گذشته گفت: «ما مشخصا باور داریم که در دسترس بودن آب و مواد آلی، شرایط لازم برای منشا حیات و بقا محسوب میشوند. ما باید به جایی برویم که داده‌ها ما را به آن هدایت می‌کنند». احتمالا حتی استیون هاوکینگ هم به رغم هشدارهای تازه‌اش در مورد مخاطرات حیات در خارج از منظومه شمسی، با این کار موافق خواهد بود.
