زومیت/ دراگون‌فلای کاوشگر آینده ناسا در حین پرواز روی تیتان، قمر زحل احتمالا با شواهدی از حیات روبه‌رو خواهد شد.

براساس پژوهشی جدید، هنگامی که کاوشگر آینده‌ی ناسا با نام دراگون‌فلای بر فراز دریاچه‌های تیتان، قمر زحل پرواز کند، احتمالا با ساختارهایی کف‌آلود مشابه با نخستین نشانه‌های حیات در زمین روبه‌رو خواهد شد.

تیتان از برخی جنبه‌ها شباهت شگفت‌انگیزی به زمین دارد. سطح این قمر زحل همانند سیاره‌ی ما، با دریاچه‌ها و دریاهایی از مایع پوشیده شده است. این مایعات تشکیل‌شده از هیدروکربن‌هایی مثل متان و اتان، درست مانند چرخه‌ی آب در زمین، میان آسمان و سطح سیاره در گردش‌اند: تبخیر می‌شوند، به ابر تبدیل می‌شوند و سپس به شکل باران فرود می‌آیند.

چرخه‌ی آب زمین سیستم گردش حیاتی سیاره ما است و دانشمندان گمان می‌کنند که فرآیندهای مشابه در تیتان نیز می‌توانند به پیدایش اشکالی از حیات در آنجا کمک کنند.

مطالعه‌ای تازه در مجله بین‌المللی اخترزیست‌شناسی احتمال شکل‌گیری ساختارهای پیش‌سلولی موسوم به وزیکول‌ها در تیتان را بررسی کرده است. این حباب‌های ساده از مولکول‌های چربی، شامل کیسه‌ای از مواد ژلاتینی هستند که توسط غشایی احاطه شده‌اند و از این نظر ساختاری مشابه سلول‌های زیستی دارند.

را کانر نیکسون، دانشمند سیاره‌ای از مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا توضیح می‌دهد: «وجود هرگونه وزیکول در تیتان، نشان‌دهنده‌ی افزایش نظم و پیچیدگی خواهد بود؛ شرایطی که برای پیدایش حیات ضروری است. ما از این ایده‌های جدید هیجان‌زده‌ایم، چون می‌توانند افق‌های جدیدی در تحقیقات تیتان باز کنند و شیوه‌ی جستجوی ما برای حیات در آن را تغییر دهند.»

نیکسون و همکارش کریستین مایر، شیمی‌دان فیزیکی از دانشگاه دویسبورگ-اسن آلمان، نظریه‌های موجود درباره‌ی چگونگی تبدیل مواد معدنی بی‌جان به اشکال اولیه‌ی حیات در زمین را مبنا قرار دادند؛ فرایندی که در جریان انتشار ترشحات و طوفان‌های پرفراز و نشیب رخ می‌دهد. آن‌ها پیشنهاد می‌کنند که وزیکول‌ها می‌توانند از فرآیندی پیچیده شکل بگیرند که تنها در دنیایی مانند تایتان با چرخه‌ی مایعات رخ می‌دهد.

در تیتان، روند یادشده با بارشی از متان آغاز می‌شود که مولکول‌هایی را از جو به سطح دریاچه می‌آورد. این مولکول‌ها که آمفی‌فیلیک (دوگانه‌دوست) نام دارند، دارای یک سر قطبی (جذب‌کننده‌ی مایعات) و یک سر غیرقطبی (جذب‌کننده‌ی چربی‌ها) هستند. نیکسون و مایر می‌نویسند: «در مورد ترکیبات آمفی‌فیلیک، مأموریت اخیر کاسینی حضور نیتریل‌های آلی را نشان داد. این ترکیب‌ها ذاتاً آمفی‌فیلیک هستند و توانایی خود‌تجمعی در محیط‌های غیرقطبی را دارند.»

مولکول‌های دوگانه‌دوست می‌توانند با هم تجمع یافته و لایه‌ای بر سطح دریاچه ایجاد کنند. سپس، هنگامی که قطرات بیشتری از مایع بر این لایه می‌پاشند، با آن پوشیده و پیش از بازگشت به هوا، به مهی از قطرات محصور تبدیل می‌شوند. مرحله‌ی دوم، فرورفتن دوباره در دریاچه است؛ زیرا برای پایداری، وزیکول‌ها به یک لایه‌ی دوتایی از آمفی‌فیلیک‌ها نیاز دارند. جالب آنکه، چنین غشای دو‌لایه‌ای، بخش اساسی هر سلول زنده‌ای است؛ اما پس از این دو بار فرو رفتن، وزیکول‌ها با آخرین آزمون خود روبه‌رو می‌شوند که فرآیندی نزدیک به تکامل زیستی است.

مایر و نیکسون می‌نویسند: «وزیکول‌های پایدار به مرور زمان تجمع پیدا می‌کنند و همچنین آمفی‌فیلیک‌های تثبیت‌کننده‌ی آن‌ها که به‌طور موقت از تجزیه محافظت شده‌اند نیز انباشته می‌شوند. در یک فرآیند انتخاب ترکیبی بلندمدت، پایدارترین وزیکول‌ها رشد خواهند کرد، در حالی که وزیکول‌های ناپایدار به بن‌بست می‌رسند. این امر به یک فرآیند تکاملی منجر می‌شود که پیچیدگی و کارکرد را افزایش می‌دهد.»

اگر فرآیند فوق واقعاً در تیتان در حال وقوع باشد، می‌تواند پیامدهای مهمی برای درک ما از چگونگی پیدایش حیات از ماده‌ی غیرزنده داشته باشد. دانشمندان برای تأیید این فرضیه می‌توانند با استفاده از لیزر، تحلیل پراکندگی نور و طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده توسط سطح، آمفی‌فیلیک‌هایی را جستجو کنند که ممکن است در جو تیتان شناور باشند. این مولکول‌ها نشانه‌ای از پتانسیل این قمر برای میزبانی حیات به شمار می‌روند.

متأسفانه مأموریت آینده‌ی ناسا به نام دراگون‌فلای که قرار است در سال ۲۰۳۴ به تیتان برسد، ابزار لازم برای شناسایی وزیکول‌ها را با خود ندارد؛ اما این مأموریت تحلیل‌های شیمیایی انجام خواهد داد تا بررسی کند که در گذشته یا حال تیتان، شیمی پیچیده‌ای در حال وقوع بوده است یا خیر؛ نتیجه‌ی این جستجو می‌تواند مشخص کند آیا حیات در صورت وجود محیط مناسب می‌تواند رایج باشد یا اینکه روی زمین صرفا حاصل خوش‌شانسی بوده است.

پژوهش جدید در ژورنال بین‌المللی زیست‌اخترشناسی منتشر شده است.